Униполярная электрическая машина

Введение

Шарль Франсуа Дюфе (фр. Charles François de Cisternay du Fay; 14 сентября 1698, Париж — 16 июля 1739, там же) — французский учёный, физик, член Парижской Академии наук.

Дюфе добился наибольших успехов в систематизации сведений по электрическим эффектам. Он составил программу для изучения электрических явлений и в результате открыл два рода электрического заряда: «стеклянный» и «смоляной» (сейчас их называют положительным и отрицательным); первым исследовал электрические взаимодействия и доказал, что одноименно наэлектризованные тела отталкиваются друг от друга, а разноименно — притягиваются. В своих экспериментах Дюфе пользовался уже не электроскопом, а электрометром, позволяющим измерить величину заряда.

Питер ван Мушенбрук (Мюссенбрук) Pieter van Musschenbroek

· Родился14 марта 1692 г., Лейден, Южная Голландия (Нидерланды)

· Умер19 сентября 1761 г. (69 лет), Лейден

Мушенбрук известен прежде всего своими работами по электричеству. Он обратил внимание на различный характер электризации стекла и янтаря, что способствовало открытию в 1733 году Шарлем Франсуа Дюфе «смоляного» и «стекольного» электричества (положительного и отрицательного, согласно терминологии Бенджамина Франклина). К числу наиболее известных достижений Мушенбрука принадлежит лейденская банка — первый конденсатор, изобретённый им в 1746 году. При этом он создал первый прообраз его внешней обкладки (в первых опытах в её качестве использовалась рука экспериментатора, державшего банку). Мушенбрук обратил внимание на физиологическое действие разряда, сравнив его с ударом ската (ученому принадлежало первое использование термина «электрическая рыба»), провел опыты для проверки своих предположений. При этом он отрицал электрическую природу молнии, пересмотрев свои взгляды лишь после знаменитых опытов Франклина. Независимо от него и несколько ранее принцип конденсатора открыт померанским католическим дьяконом Эвальдом фон Клейстом 11 октября 1745 года.

Бе́нджамин Фра́нклин (англ. Benjamin Franklin; 17 января 1706 года, Бостон, Провинция Массачусетс-Бэй — 17 апреля 1790 года, Филадельфия, США) — американский политический деятель, дипломат, полимат, изобретатель, писатель, журналист, издатель, масон^[3]. Один из лидеров войны за независимость США.

Бенджамин Франклин — единственный из отцов-основателей, скрепивший своей подписью все три важнейших исторических документа, что лежат в основе образования Соединенных Штатов Америки как независимого государства: Декларацию независимости США, Конституцию США и Версальский мирный договор 1783 года (Второй Парижский мирный договор), формально завершивший войну за независимость тринадцати британских колоний в Северной Америке от Великобритании.

Один из разработчиков дизайна Большой печати США. Первый американец, ставший иностранным членом Российской академии наук.

Портрет Бенджамина Франклина изображён на стодолларовой купюре федеральной резервной системы США с 1914 года.

Ввёл общепринятое теперь обозначение электрически заряженных состояний «+» и «−»;
установил тождество атмосферного и получаемого с помощью трения электричества и привёл доказательство электрической природы молнии;
установил, что металлические острия, соединённые с землёй, снимают электрические заряды с заряженных тел даже без соприкосновения с ними и предложил в 1752 году проект молниеотвода;
изобрёл бифокальные очки (1784);
получил патент на конструкцию кресла-качалки;
в 1742 году изобрёл экономичную малогабаритную печь для дома, получившую название печь Франклина (или «пенсильванский камин»), а в 1770 году принципиально её усовершенствовал;
выдвинул идею электрического двигателя и продемонстрировал «электрическое колесо», вращающееся под действием электростатических сил;
впервые применил электрическую искру для взрыва пороха;
объяснил принцип действия лейденской банки, установив, что главную роль в ней играет диэлектрик, разделяющий проводящие обкладки;
принципиально усовершенствовал стеклянную гармонику для которой стали сочинять Моцарт, Бетховен, Доницетти, Р. Штраус, Глинка и Чайковский;
разработал собственную систему управления временем;
собрал обширные данные о штормовых ветрах (норд-остах) и предложил теорию, объяснявшую их происхождение;
при участии Бенджамина Франклина были проведены измерения скорости, ширины и глубины Гольфстрима, и это течение, название которому дал Бенджамин Франклин, было нанесено на карту (1770).

Отто фон Ге́рике (нем. Otto von Guericke, 1602, Магдебург — 1686, Гамбург) — немецкий физик, инженер и философ.

. В 1650 изобрёл вакуумную откачку и применил своё изобретение для изучения свойств вакуума и роли воздуха в процессе горения и для дыхания человека. В 1654 году провёл известный эксперимент с Магдебургскими полушариями, который доказал наличие давления воздуха; установил упругость и весомость воздуха, способность поддерживать горение, проводить звук.

В 1657 году изобрел водяной барометр, с помощью которого в 1660 году предсказал надвигающуюся бурю за 2 часа до её появления^[1], таким образом, войдя в историю как один из первых метеорологов.

В 1663 изобрёл один из первых электростатических генераторов, производящих электричество трением —

В 1672 году обнаружил, что заряженный шар потрескивает и светится в темноте (первым наблюдал электролюминесценцию). Кроме того, им было обнаружено свойство электрического отталкивания однополярно заряженных предметов.

Кулон, Шарль Огюстен

· (14 июня 1736 — 23 августа 1806) — французский военный инженер и учёный-физик, исследователь электромагнитных и механических явлений; член Парижской Академии наук. Его именем названы единица электрического заряда и закон взаимодействия электрических зарядов.

· В начале 1770-х годов Кулон активно занялся научными исследованиями. Публиковал работы по технической механике (статистика сооружений, теория ветряных мельниц, механические аспекты кручения нитей и т. п.). Кулон сформулировал законы кручения; изобрёл крутильные весы, которые сам же применил для измерения электрических и магнитных сил взаимодействия.

· С 1785 по 1789 год опубликовал семь мемуаров, где сформулировал закон взаимодействия электрических зарядов и магнитных полюсов (закон Кулона), а также закономерность распределения электрических зарядов на поверхности проводника. Ввёл понятия магнитного момента и поляризации зарядов.

· Крутильные весы Кулона

Луи́джи Гальва́ни (итал. Luigi Galvani, 9 сентября 1737 — 4 декабря 1798) — итальянский врач, анатом, физиолог и физик, один из основателей электрофизиологии и учения об электричестве, основоположник экспериментальной электрофизиологии. Первым исследовал электрические явления при мышечном сокращении («животное электричество»). Обнаружил возникновение разности потенциалов при контакте разных видов металла и электролита.

Алессандро ВОЛЬТА (Volta)

(18.02. 1745 -- 5.03. 1827)

Алессандро Вольта родился в 1745 г. в Комо, в обеспеченной и образован ной семье. Призвание к научным исследованиям проявилось в нем еще в юности. На 18-м году Вольта находился в переписке с известным аббатом Нолле, а 24 лет написал диссертацию, предметом которой ему послужили некоторые опыты с лейденской банкой. В 1774 году Вольта занял место преподавателя физики в гимназии родного города. В 1779 г. он получил профессуру в университете г. Павии.

Увлекаясь экспериментальными исследованиями в области электричества, Вольта успел обогатить науку рядом замечательных не случайных открытий, а вполне научных, связанных между собой строгой логической последовательностью. Электрофор, конденсатор, чувствительный соломенный электроскоп с конденсатором, водородная лампа, эвдиометр - доставили Вольта такую громкую известность в науке, что лондонское королевское общество в 1791 г. избрало его своим членом и наградило медалью Коплея.
В 1800 году в письме к Бенксу, опубликованному в "Philos. Trans" того же года под заглав. "Oh the electricity excited by the mere contact of conducting Substances oi different kinds", Вольта описывает знаменитый "вольтов столб", составивший эпоху в истории физики.

Возбуждение электричества соприкосновением разнородных тел - таков, новый источник этого физического деятеля. Вольта начал размышлять об этом предмете и делать опыты и исследования по поводу открытого его соотечественником, анатомом Гальвани, явления - движения ног мертвой лягушки при соприкосновении ее с металлом. Знаменитый ученый спор, возникший между Гальвани и Вольтою и окончившийся изобретением Вольтового столба, заслуживает особенного внимания. "Столб, составленный из кружков медного, цинкового и влажного суконного. Чего ожидать, a priori, от такой комбинации. Но этот столб из разнородных металлов, разделенных небольшим количеством жидкости составляет снаряд, чуднее которого никогда не изобретал человек, не исключая даже телескопа и паровой машины". Так говорит об этом открытии знаменитый биограф Вольта - Арого.

В 1801 г. Вольта, по просьбе Бонапарта, повторил свои опыты со столбом во французском институте, за что удостоился от Наполеона особых почестей и наград: 2000 экю на путевые издержки, графское достоинство и звание сенатора Италии. В то же время была основана премия в 60000 фр. за открытия в области электричества и магнетизма, сравнимые по важности с тем, что сделал по электричеству Франклин и Вольта.

В 1804 г. Вольта оставил профессуру в университете, а затем непродолжительное время, по просьбе австрийского императора Франца, занимал должность директора философского факультета падуанского университета.

Многие ученые академии призывали Вольта в свою среду, в том числе и петербургская, но Вольта отвечал постоянным отказом.

В 1819 году Вольта совершенно покинул общественную деятельность и удалился в Комо. Здесь он скончался 5 марта 1827 г. в один час с умершим в Париже знаменитым Лапласом.

После изобретения Вольтова столба, родоначальника наших гальванических батарей, Вольта долгое время почти ничего не публиковал. Некоторые биографы Вольта полагают, что он чувствовал, что его позднейшие работы не могут идти в сравнении с открытием Вольтова столба. Только через 17 лет после этого открытия он опубликовал свою теорию града и о периодичности гроз.

По отзывам современников, Вольта был высокого роста, имел правильное античное лицо со спокойным взором, говорил ясно, просто, легко, иногда красноречиво, но всегда скромно и изящно. Владея сильным и быстрым умом, высказывая верные и широкие идеи, Вольта отличался особенной искренностью и обязательностью. Вольта иногда путешествовал и почти исключительно с целью свидания с знаменитыми современниками. Он был в Фернее у Вольтера, в Швейцарии у Соссюра, в Голландии у Ван-Марума, в Англии он виделся с Пристли, во Франции - с Лавуазье и Лапласом

Несмотря на высокое свое общественное положение, он всегда был далек от политической жизни. Он был исключительно ученым и общественной деятельностью, никогда не занимался.
Полное собрание мемуаров Вольта (в 3 томах) было опубликовано в 1816 г. во Флоренции.

Близ деревни Камнаго, откуда произошел род Вольта, ему поставлен великолепный памятник.

В.В. Петров

Родился Василий Владимирович Петров 8 июля 1761 г. в семье священника, в уездном городке Обояни, Курской губернии. Первоначальное образование он получил в Харьковском коллегиуме, продолжив его с 1785 по 1788 г. в Петербургской учительской гимназии, где под руководством П. Гиларовского с увлечением занимался физикой и химией. Не окончив гимназии. В. В. Петров в качестве учителя физики и математики отправился в 1788 г. в Барнаул, в Колызано-Воскресенскую горную школу. Спустя 3 года он возвратился в Петербург и преподавал в инженерном, а позже во врачебном училище. В 1795 г. при преобразовании врачебного училища в Медико-хирургическую академию В. В. был назначен экстраординарным профессором по физике и математике. Работая до конца своей жизни в этом, ведущем тогда в России, высшем учебном заведении в качестве профессора, а позже (1809) в качестве академика-руководителя кафедры физики, В. В. Петров создал в нем лучший физический кабинет в России и образцово поставил преподавание курса экспериментальной физики. В этом же кабинете он провел и свои замечательные исследования по электричеству, электрохимии и оптике, самостоятельно сконструировав для этого ряд новых приборов и инструментов.

За первый учёный труд Петров был удостоен звания ординарного профессора. Открытия Гальвани и Вольта побудили русского ученого провести серию самостоятельных оригинальных опытов, описанных им подробно в книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах …» (Санкт-Петербург, 1803 год). Самыми замечательными результатами этих опытов представляются описания электролиза окислов металлов (ртути, свинца, олова), растительных масел, алкоголя, воды; получение электрического света и белого пламени между двумя кусками древесного угля

Одним из выдающихся успехов ученого стало открытие в 1802 году явления электрической дуги и доказательство возможности её практического применения для целей плавки, сварки металлов, восстановления их из руд и освещения. Сконструировал в 1802 г. большую гальваническую батарею с электродвижущей силой около 1700 В^[3], состоявшую из 4200 медных и цинковых кружков диаметром около 35 миллиметров и толщиной около 2,5 миллиметра, между которыми были размещены бумажные, пропитанные раствором нашатыря; впервые была применена изоляция (с помощью сургуча). Исследовал свойства этой батареи как источника тока и показал, что действие её основано на химических процессах между металлами и электролитом. М. А. Шателен отмечал, что "опыты Петрова можно считать исследованиями, положившими начало современной электрометаллургии в дуговых печах^[4].

Изучая электропроводимость различных веществ, Петров впервые употребил термин сопротивление, как физической величины, характеризующей свойства вещества препятствовать прохождению электрического тока. В опытах по электролизу он первым обратил внимание на различные свойства полюсов батареи, поставив вопрос: «определить направление движения гальвани-вольтовской жидкости».

В 1804 году Петров издал свой третий труд, «Новые электрические опыты», посвященный исследованию электричества от трения. Все указанные работы поставили Петрова в ряд выдающихся русских ученых XIX века.

В 1803 году он был избран корреспондентом Академии Наук, а в 1807 году, по предложению академика Л. Ю. Крафта, избран членом академии (его преемником в 1834 году был назначен Э. Х. Ленц). Многочисленные физические, химические и метеорологические исследования Петрова опубликованы в изданиях Петербургской Академии Наук. Под редакцией Петрова в 1807 году издан перевод учебника физики Шрадера («Начальные основания физики для употребления в гимназиях»). Этим учебником пользовались до начала 1830-х годов. По отзывам современников, Петров был прекрасным лектором и одарённым руководителем.

Академик Василий Владимирович Петров одним из первых интересовался физическими свойствами снега. Ему принадлежит открытие возгонки, или сублимации, снега и формулировка экспериментальных законов сублимации снега и льда ^[5]. В Японии, почти одновременно с В. В. Петровым физическими свойствами снега заинтересовался Дой-Тошицура^[en], выполнивший очень много скрупулезно строгих зарисовок снежных кристаллов под микроскопом. Там же, в Японии, физик-ядерщик Укихиро Накайя^[en] изучил зависимость разнообразия снежинок разных форм от температуры и относительной влажности, и создал классификацию снежинок, которая легла в основу международной классификации, опубликованной в 1954 г.

Ханс-Кристиан ЭРСТЕД (Ørsted)

(14.8.1777 - 9.3.1851)

Ханс-Кристиан Эрстед родился в 1777 г. в семье бедного аптекаря, проживавшего в маленьком датском городке Рюдкобинг на острове Лангеланд. В семье катастрофически не хватало денег, так что братьям Хансу и Андерсу пришлось получать начальное образование где придется: парикмахер учил их немецкому языку, его жена - датскому, пастор познакомил с литературой и историей, грамматическими правилами, землемер научил арифметике, а заезжий студент рассказал удивительные истории о свойствах минералов…
В двенадцать лет Ханс был уже вынужден стоять за стойкой в отцовской аптеке.
Обладая немалыми знаниями, он тем не менее не знал, за что взяться серьезно. Теперь уже медицина пленила его, отодвинув химию, историю, литературу. Он поступает в Копенгагенский университет, где занимается практически всем. Золотая медаль университета 1797 года была присуждена ему за эссе "Границы поэзии и прозы". Высоко оценена была также его работа в области химии, она была посвящена свойствам щелочей. Диссертация же, за которую он получил звание доктора философии, была на медицинскую тему.
Блестяще защитив диссертацию, он едет по направлению университета на стажировку во Францию, Германию, Голландию. Его увлекли философские воззрения Гегеля, а потом и Шеллинга, идея которого о всеобщей связи и взаимообусловленности явлений объясняла и оправдывала кажущуюся разбросанность Эрстеда. Эта идея не давала покоя до тех пор, пока в 1813 г. не вышел в свет его труд "Исследования идентичности химических и электрических сил". Сходство электрических и магнитных явлений было очевидно: пушинки также притягиваются янтарем, как железные опилки магнитом…

15 февраля 1820 года Эрстед, уже заслуженный профессор химии Копенгагенского университета, случайно открыл действие электрического тока на магнитную стрелку. Дело было так. Эрстед читал лекцию, но не по химии, а по электричеству. Лекция сопровождалась демонстрациями опытов. Для этого на столе были приготовлены источник тока, провод, замыкающий его, зажимы, а также компас. Когда Эрстед замыкал цепь, стрелка компаса вздрагивала и поворачивалась. При размыкании цепи стрелка возвращалась в исходное положение. Это было первое очень простое экспериментальное подтверждение связи электричества и магнетизма, о чем уже давно догадывались ученые.

В июле 1820 года Эрстед повторил свой эксперимент, применив более мощные батареи источников тока. Ему удалось обнаружить, что "магнитный эффект электрического тока имеет круговое движение вокруг него", ведь сила действующая между магнитом и проволокой, была направлена не по прямой, соединяющей их, а ей перпендикулярно! Идея о "вихреобразности" процесса долго еще не воспринималась учеными, которые считали, что силы, действующие между проводником с током и магнитной стрелкой - обычные силы притяжения и отталкивания, подобные силам всемирного тяготения И. Ньютона.

После своего открытия Эрстед стал всемирно признанным ученым. Он был избран членом многих наиболее авторитетных научных обществ: Лондонского Королевского общества и Парижской Академии. Англичане присудили ему медаль за научные достижения, а из Франции он получил премию в 3000 золотых франков, когда-то назначенную Наполеоном для авторов самых крупных открытий в области электричества. Скончался Эрстед 9 марта 1851 г. Хоронили его как национального героя…

Андре-Мари АМПЕР (Ampère)

(22.01.1775 - 10.06.1836)

Андре-Мари Ампер - французский физик, математик и химик.
Он родился в Лионе в семье коммерсанта. В прекрасной библиотеке его отца были произведения известных философов, ученых и писателей. Юный Андре мог целыми днями просиживать там с книгой, благодаря чему он, никогда не посещавший школу, сумел приобрести обширные и глубокие знания. В 11 лет он уже принялся за чтение знаменитой 20-томной "Энциклопедии" Дидро и Д'Аламбера и за три года проштудировал ее всю. Юношу интересовала изящная словесность, и он даже писал стихи, но физико-математические науки оказались гораздо привлекательнее.
Когда книг отца стало недостаточно, Андре Ампер начал посещать библиотеку Лионского колледжа. Однако многие труды великих ученых были написаны на латинском языке, которого он не знал. В течение несколько месяцев Андре самостоятельно изучил латынь, и произведения классиков науки XVII-XVIII вв. стали ему доступны.
И вот результат упорных занятий. К 12 годам Ампер самостоятельно разобрался в основах высшей математики -- дифференциальном исчислении, научился интегрировать, а в возрасте 13 лет уже представил свои первые работы по математике в Лионскую академию!
В 1793 г. в Лионе вспыхнул мятеж, который был жестоко подавлен. За сочувствие бунтовщикам был казнен и отец Андре Ампера. Имущество семьи было конфисковано, и юноша стал зарабатывать на жизнь частными уроками математики. Чтобы продолжать научные занятия, ему приходилось работать, начиная с четырех часов утра.
В 1802 г. Андре Амперу исполнилось 27 лет. Он начинает преподавать физику и химию - сначала в Лионе, а через два года - в знаменитой Политехнической школе (Эколь политехник) в Париже. Еще через 10 лет Ампер избирается в Парижскую академию наук, а с 1824 г. он - профессор Нормальной школы (Эколь нормаль) - главного высшего учебного заведения Парижа.
Начиная с 1820 года, когда приобрело известность открытие Эрстедом действия тока на магнитную стрелку, Ампер всецело посвящает себя проблемам электродинамики. В том же году он открывает магнитное взаимодействие токов, устанавливает закон этого взаимодействия (позднее названный законом Ампера) и делает вывод, что "все магнитные явления сводятся к чисто электрическим эффектам". Согласно гипотезе Ампера, любой магнит содержит внутри себя множество круговых электрических токов, действием которых и объясняются магнитные силы.
Прошло еще два года, и Ампер открыл магнитный эффект катушки с током - "соленоида". Именно Амперу принадлежит заслуга введения в науку терминов "электростатика", "электродинамика", "электродвижущая сила", "напряжение", "гальванометр", "электрический ток" и даже… "кибернетика". Ампер предложил принять за направление постоянного электрического тока то, в котором перемещается "положительное электричество".
Классический труд Ампера "Теория электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта" (1826 г.) внес огромный вклад в науку об электричестве. Вот почему Ампера впоследствии стали называть "Ньютоном электричества".
Ампер умер от воспаления легких в возрасте 61 года. На его надгробном памятнике высечены слова: "Он был так же добр и так же прост, как и велик".
Единица силы электрического тока, введенная в 1881 г., названа ампер (А) в честь Андре-Мари Ампера.

Майкл ФАРАДЕЙ

(Faraday, Michael, 1791–1867)

Будущий великий физик Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 в предместье Лондона в семье кузнеца. Это произошло в том самом году, когда Гальвани опубликовал материалы своих наблюдений и открытий. С 12 лет работал разносчиком газет, затем учеником в переплетной мастерской. Занимался самообразованием, читал книги по химии и электричеству. В 1813 один из заказчиков подарил Фарадею пригласительные билеты на лекции Г. Дэви в Королевском институте, сыгравшие решающую роль в судьбе Фарадея. Благодаря Дэви он получил место ассистента в Королевской ассоциации.

В 1813–1815, путешествуя вместе с Дэви по Европе, Фарадей посетил лаборатории ряда стран. Помогал Дэви в химических экспериментах, начал самостоятельные исследования по химии. Осуществил сжижение газов, получил бензол. В 1821 впервые наблюдал вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита, создал первую модель электродвигателя. В течение последующих 10 лет занимался исследованием связи между электрическими и магнитными явлениями, в 1831 открыл электромагнитную индукцию, лежащую в основе работы всех электрогенераторов постоянного и переменного тока.

В 1824 Фарадей был избран членом Королевского общества, в 1825 стал директором лаборатории в Королевской ассоциации. С 1833 состоял Фуллеровским профессором химии Королевского института, оставил этот пост в 1862. Широкую известность получили публичные лекции Фарадея. Используя огромный экспериментальный материал, Фарадей доказал тождественность известных тогда “видов” электричества: “животного”, “магнитного”, термоэлектричества, гальванического электричества и т.д. Стремление выявить природу электрического тока привело его к экспериментам по прохождению тока через растворы кислот, солей и щелочей. Результатом исследований стало открытие в 1833 законов электролиза (законы Фарадея). В 1845 Фарадей обнаружил явление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея). В том же году открыл диамагнетизм, в 1847 – парамагнетизм. Ввел ряд понятий – подвижности (1827), катода, анода, ионов, электролиза, электродов (1834); изобрел вольтметр (1833). В 1830-х годах предложил понятие поля, в 1845 впервые употребил термин “магнитное поле”, а в 1852 сформулировал концепцию поля.

Основные работы по электричеству и магнетизму Фарадей представлял Королевскому обществу в виде серий докладов под названием Экспериментальные исследования по электричеству (Experimental Researches in Electricity). Кроме Исследований, Фарадей опубликовал работу Химические манипуляции (Chemical Manipulation, 1827). Широко известна его книга История свечи (A Course of Six Lectures on the Chemical History of a Candle, 1861).

Умер Фарадей в Хэмптон-Корте 25 августа 1867.

Открытия Майкла Фарадея

Из множества исследований и открытий, связанных с его именем, одним из самых важных было открытие в 1831 г. связи электрических и магнитных явлений, в том числе электромагнитной индукции. Более того - Фарадей был ближе всех ученых на Земле к доказательству наличия и к раскрытию свойств электромагнитных волн.

В 30-е годы XX столетия в архиве Британского Королевского общества - академии наук Англии - было обнаружено нераспечатанное письмо, написанное на 100 лет ранее. Автор его - Фарадей. Письмо имело заглавие: "Новые воззрения, подлежащие в настоящее время хранению в запечатанном конверте в архивах Королевского общества". Дата письма - 12 марта 1832 г. Фарадей писал, что результаты исследований привели его к заключению, что на распространение магнитного воздействия требуется время и что электрическая индукция распространяется точно таким же образом. При этом распространение похоже на колебания взволнованной водной поверхности или на звуковые колебания частиц воздуха.

По аналогии Фарадей считал возможным применить теорию колебаний к распространению электрической индукции.

В письме указывалось, что эти воззрения Фарадей намерен проверить экспериментально, но, будучи очень занят исполнением служебных обязанностей, он передает свое письмо на хранение Королевскому обществу с целью закрепить за собой открытие и таким образом иметь право в случае экспериментального подтверждения объявить дату письма датой этого открытия.

В заключение Фарадей указывал: "В настоящее время, насколько мне известно, никто из ученых, кроме меня, не имеет подобных взглядов".

Униполярная электрическая машина

Одним из замечательных изобретений Майкла Фарадея была униполярная машина, секрет работы которой не раскрыт теоретиками до сих пор. Великий Никола Тесла также внес свою лепту в это изобретение и выявление свойств электромагнитного поля, развив идею Фарадея в своем устройстве униполярной машины.

К настоящему времени разработано множество промышленных моделей униполярных машин, эффективно используемых в различных областях человеческой деятельности.

Эмилий Христианович Ленц

(1804 - 1865)

Знаменитый естествоиспытатель был академиком Российской Академии наук, профессором Петербургского университета, а впоследствии его ректором. Участвовал в кругосветном путешествии Коцебу на шлюпе "Предприятие". Результаты своих наблюдений, главный образом по океанографии, опубликовал в "Мемуарах Академии наук" за 1831 год. Ленц известен своими замечательными работами по электромагнетизму и изучению теплового действия электрического тока.

Эмилий Христианович Ленц в 1833 году установил правило, названное его именем, и в 1842 году экспериментально обосновал закон Джоуля — Ленца. Совместно с Б. С. Якоби он дал методы расчета электромагнитов и открыл обратимость электрических машин постоянного тока, заставив их работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Э.Х. Ленц является автором фундаментальных трудов по геофизике.

Джеймс Прескотт Джоуль

(1818 – 1889)

Обосновал на опытах закон сохранения энергии. Установил закон, определяющий тепловое действие электрического тока. Вычислил скорость движения молекул газа и установил её зависимость от температуры.

Экспериментально и теоретически изучал природу тепла и обнаружил её связь с механической работой, в результате чего практически одновременно с Майером пришёл к концепции всеобщего сохранения энергии, что, в свою очередь, обеспечило формулировку первого закона термодинамики. Работал с Томсоном над абсолютной шкалой температуры, описал явление магнитострикции, открыл связь между током, текущим через проводник с определённым сопротивлением и выделяющимся при этом количеством теплоты (закон Джоуля — Ленца). Внёс значительный вклад в технику физического эксперимента, усовершенствовал конструкции многих измерительных приборов.

В честь Джоуля названа единица измерения энергии — джоуль.

Джеймс Клерк Максвелл

(1831 – 1879)

Джеймс Клерк Максвелл - английский физик, создатель классической электродинамики, один из основателей статистической физики, организатор и первый директор (с 1871) Кавендишской лаборатории. Как и многие другие значительные английские естествоиспытатели XVIII...XIX веков, например крупные геологи Джеймс Хаттон и Чарлз Лайель, Джеймс Клерк Максвелл был шотландцем. Максвелл заложил основы современной классической электродинамики, ввёл в физику понятия тока смещения и электромагнитного поля, получил ряд следствий из своей теории. Один из основателей кинетической теории газов. Одним из первых ввёл в физику статистические представления, показал статистическую природу второго начала термодинамики, получил ряд важных результатов в молекулярной физике и термодинамике. Пионер количественной теории цветов; автор трёхцветного принципа цветной фотографии. Среди других работ Максвелла - исследования по механике, оптике, математике...

Яблочков Павел Николаевич

(1847 – 1894)

Яблочков Павел Николаевич - русский электротехник, изобретатель и предприниматель. Родился в с. Жадовка Саратовской губернии в семье мелкопоместного дворянина. Получил образование военного инженера - окончил в 1866 Николаевское инженерное училище и в 1869 - Техническое гальваническое заведение в Петербурге. По окончании последнего Яблочков поступил подпоручиком в киевскую саперную бригаду, но вскоре оставил военную службу и принял место начальника телеграфа на Московско-Курской железной дороге. Уже в начале своей службы на железной дороге П. Н. Яблочков сделал своё первое изобретение: создал «чернопишущий телеграфный аппарат». В 1873 Яблочков открыл мастерскую физических приборов: изобрел сигнальный термометр для регулирования температуры в железнодорожных вагонах; устроил первую в мире установку для освещения железнодорожного пути электрическим прожектором, укрепленным на паровозе.

Яблочков занимался в мастерской усовершенствованием аккумуляторов и динамо-машины, проводил опыты по освещению большой площади огромным прожектором. В мастерской Яблочкову удалось создать электромагнит оригинальной конструкции. Он применил обмотку из медной ленты, поставив её на ребро по отношению к сердечнику. Это было его первое изобретение, здесь же Павел Николаевич вёл работы по усовершенствованию дуговых ламп. К 1875 году относится одно из главных изобретений Яблочкина - электрическая свеча - первая модель дуговой лампы без регулятора, которая уже удовлетворяла разнообразным практическим требованиям. В 1875 году Яблочкин уехал в Париж, где сконструировал промышленный образец электрической лампы (французский патент № 112024, 1876), разработал и внедрил систему электрического освещения на однофазном переменном токе, разработал способ "дробления света посредством индукции катушек". Свеча Яблочкова оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа А. Н. Лодыгина, не имела ни механизмов, ни пружин. Она представляла собой два стержня, разделённых изоляционной прокладкой из каолина. Каждый из стержней зажимался в отдельной клемме подсвечника. На верхних концах зажигался дуговой разряд, и пламя дуги ярко светило, постепенно сжигая угли и испаряя изоляционный материал.

Яблочков сконструировал первый генератор переменного тока, который, в отличие от постоянного тока, обеспечивал равномерное выгорание угольных стержней в отсутствие регулятора, первым применил переменных ток для промышленных целей, создал трансформатор переменного тока, электромагнит с плоской обмоткой и впервые использовал статистические конденсаторы в цепи переменного тока. Изобретатель разработал систему питания ряда электрических свечей от одного источника тока, основанную на применении конденсаторов.

В 1879 году Яблочкин организовал "Товарищество электрического освещения П. Н. Яблочков-изобретатель и К°" и электромеханический завод в Петербурге, изготовившие осветительные установки на ряде военных судов, Охтенском заводе и др. Со 2-й половины 1880-х годов Яблочкин занимался главным образом вопросами генерирования электрической энергии: сконструировал "магнитодинамоэлектрическую машину", которая уже имела основные черты современной индукторной машины, провел много оригинальных исследований в области практического решения задачи непосредственного превращения энергии топлива в электрическую энергию, предложил гальванический элемент со щелочным электролитом, создал регенеративный элемент (так называемый автоаккумулятор) и др. Со временем изобретение Яблочкова вытеснили более экономичные и удобные лампы накаливания с тонкой электрической нитью внутри, его «свеча» стала всего лишь музейным экспонатом. Однако это была первая лампочка, благодаря которой искусственный свет стал использоваться повсеместно: на улицах, площадях, в театрах, магазинах, в квартирах и на заводах.

Яблочкин был участником электротехнических выставок в России (1880 и 1882), Парижских электротехнических выставок (1881 и 1889), Первого международного конгресса электриков (1881), одним из инициаторов создания электротехнического отдела Русского технического общества и журнала "Электричество". Награжден медалью Русского технического общества. В 1947 г. была учреждена премия Яблочкина за лучшую работу по электротехнике, присуждаемая 1 раз в 3 года.

Александр Николаевич Лодыгин

(1847 – 1923)

За участие в Венской электротехнической выставке Лодыгин был награждён орденом Станислава III-й степени.
В 1874 году за изобретение лампы Петербургская АН присудила ему Ломоносовскую премию.
В 1899 году Петербургский электротехнический институт присвоил ему звание почётного инженера-электрика.

Эдисон Томас Альва

(1847 – 1931)

То́мас А́льва Эдисон (англ. Thomas Alva Edison; 11 февраля 1847, Майлен, штат Огайо — 18 октября 1931, Вест Оранж, штат Нью-Джерси) — американский изобретатель и предприниматель, получивший в США 1093 патента^[5] и около 3 тысяч в других странах мира^[6]; создатель фонографа; усовершенствовал телеграф, телефон, киноаппаратуру, разработал один из первых коммерчески успешных вариантов электрической лампы накаливания^[7]. Именно он предложил использовать в начале телефонного разговора слово «алло». В 1928 году награждён высшей наградой США — Золотой медалью Конгресса. В 1930 году стал иностранным почётным членом АН СССР^[8].

Лампа накаливания не имеет одного изобретателя.

Лодыгин предложил использовать в качестве элемента накаливания угольные стержни, которые находились в герметичной колбе. Недостатком конструкции была сложность выкачки воздуха, остатки которого способствовали быстрому сгоранию стержней. Но все же его лампы горели несколько часов, а разработки и патенты стали основой для создания более долговечных устройств.

Американский ученый Томас Эдисон, ознакомившись с работами Лодыгина, сделал эффективную вакуумную колбу, в которую поместил угольную нить из бамбукового волокна. Также Эдисон снабдил цоколь лампы резьбовым соединением, присущим современным лампам, и изобрел множество электротехнических элементов, таких как: штепсельный разъем, плавкий предохранитель, поворотный выключатель и многое другое. КПД лампы накаливания Эдисона был маленьким, хотя она могла работать до 1000 часов времени и получила практическое применение.

Впоследствии вместо угольных элементов было предложено использовать тугоплавкие металлы. Нить из вольфрама, применяемая в современных лампах накаливания, также была запатентована Лодыгиным.

Никола Тесла

Никола Тесла - Гениальный физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиотехники Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в селе Смиляны, Австрийской империи, ныне это территория Хорватии. Умер 7 января 1943, в Нью-Йорке, США.

Гениальный физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиотехники Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в селе Смиляны, Австрийской империи, ныне это территория Хорватии. Умер 7 января 1943, в Нью-Йорке, США.

Тесла вырос в Австро-Венгрии, а в зрелые годы в основном работал во Франции и США.

Тесла широко известен благодаря своему научно-революционному вкладу в изучение свойств электричества и магнетизма в конце XIX - начале XX веков. Патенты и теоретические работы Теслы дали основу для изобретения и развития многих современных устройств, работающих на переменном токе, многофазных систем и электродвигателя, позволивших совершить так называемый второй этап промышленной революции.

Никола Тесла известен как сторонник эфирной физики: известны многочисленные его опыты и эксперименты, имевшие целью показать наличие эфира как особой формы материи, поддающейся использованию в технике.

Именем Н. Теслы названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции). Среди многих наград учёного — медали Э. Крессона, Дж. Скотта, Т. Эдисона.

Герц Генрих

Heinrich Rudolf Hertz

(1857 -1894)

Ге́нрих Ру́дольф Герц (нем. Heinrich Rudolf Hertz; 22 февраля 1857, Гамбург — 1 января 1894, Бонн) — немецкий физик. Окончил Берлинский университет, где его учителями были Герман фон Гельмгольц и Густав Кирхгоф. С 1885 по 1889 год был профессором физики Университета в Карлсруэ. С 1889 года — профессор физики университета в Бонне.

Основное достижение — экспериментальное подтверждение электромагнитной теории света Джеймса Максвелла. Герц доказал существование электромагнитных волн. Он подробно исследовал отражение, интерференцию, дифракцию и поляризацию электромагнитных волн, доказал, что скорость их распространения совпадает со скоростью распространения света, и что свет представляет собой не что иное, как разновидность электромагнитных волн. Он построил электродинамику движущихся тел, исходя из гипотезы о том, что эфир увлекается движущимися телами. Однако его теория электродинамики не подтвердилась опытами и позднее уступила место электронной теории Хендрика Лоренца. Результаты, полученные Герцем, легли в основу создания радио.

В 1886—87 годах Герц впервые наблюдал и дал описание внешнего фотоэффекта. Герц разрабатывал теорию резонансного контура, изучал свойства катодных лучей, исследовал влияние ультрафиолетовых лучей на электрический разряд. В ряде работ по механике дал теорию удара упругих шаров, рассчитал время соударения и т. д. В книге «Принципы механики» (1894) дал вывод общих теорем механики и её математического аппарата, исходя из единого принципа (принцип Герца).

Именем Герца с 1933 года называется единица измерения частоты герц, которая входит в международную метрическую систему единиц СИ.

Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 160; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!