Раздел 2. Основные этапы развития электротехники
Лекции 2.3-2.4
Изобретение первого конденсатора
После того, как опыты с электростатическими генераторами получили широкое применение, совершенно естественной была попытка накопить и сохранить электрические заряды. В середине XVIII в. в Голландии, в Лейденском университете ученые под руководством преподавателя физики Питера ван Мушенбрука нашли способ накопления электрических зарядов. Таким накопителем электричества была «лейденская банка» – прообраз электрического конденсатора. Заряжалась она с помощью серного шара фон Герике.
Зная, что стекло не проводит электричество, Мушенбрук (в 1745 г.) взял стеклянную колбу, наполненную водой, опустил в нее медную проволоку, висевшую на кондукторе электрической машины, и, взяв банку в правую руку, попросил своего помощника вращать шар машины. При этом он правильно предположил, что заряды, поступавшие с кондуктора от серного шара Герике, будут накапливаться в стеклянной банке (рис. 2.3).
После того, как, по его мнению, в банке накопилось достаточное количество зарядов, он решил левой рукой отсоединить медную проволоку. При этом он ощутил сильный удар. Так была изобретена лейденская банка (по имени г. Лейдена).
Лейденская банка, подключенная обкладками к электрической машине, могла накапливать и долго сохранять значительное количество электричества.
Постепенно конструкция лейденской банки совершенствовалась: воду заменили дробью, а затем наружная поверхность покрывалась тонкими свинцовыми пластинами; позднее внутреннюю и наружную поверхности стали покрывать оловянной фольгой, и банка приобрела современный вид. В 70-х гг. 18 века металлические пластины стали разделять не стеклом, а воздушным промежутком – так появился простейший электрический конденсатор (слово конденсатор означает сгуститель), а не соединяющиеся между собой полоски фольги называются обкладками конденсатора.
|
|
|
Первые аккумуляторы электрической энергии
Простейшими гальваническими элементами были элементы с одной жидкостью. К их числу относится вольтов столб и его видоизменения. Но, вследствие поляризации, действие таких батарей быстро ослаблялось, кроме того, они были неудобны в эксплуатации.
В.В. Петров в начале XIX в. создает предпосылки для создания аккумуляторов, проводит важнейшие эксперименты.
Изучив труды своих предшественников в области электричества, В. В. Петров пришел к логичному выводу о том, что более полное и всестороннее изучение явлений электрического тока возможно при наличии крупных гальванических батарей, действия которых будут более интенсивными и легче наблюдаемыми.
|
|
|
В то время как распространенные за рубежом гальванические батареи состояли из нескольких десятков или сотен пластин, Петров построил батарею, состоявшую из 4200 медных и цинковых пластин или 2100 медно-цинковых элементов, соединенных последовательно.
Эта батарея располагалась в большом деревянном ящике, разделенном по длине на четыре отделения; для изоляции пластин стенки ящика и разделяющих перегородок были покрыты сургучным лаком. Общая длина батареи составляла 12 м - это был уникальный для своего времени источник электрического тока. Как показали современные эксперименты с моделью батареи Петрова, э. д. с. ее составляла около 1 700 В, а максимальная полезная мощность – 60-85 Вт.
Именно благодаря применению источника тока высокого напряжения Петрову в 1802 г. впервые удалось наблюдать явление электрической дуги. Точно так же Дэви смог наблюдать электрическую дугу только после того, как в 1808 г. он построил большую гальваническую батарею, состоявшую из 2000 элементов.
После открытия в 1829 г. А.С. Веккерелем явления поляризации им же была создана более совершенная конструкция элемента с 2-мя жидкостями. По мере совершенствования они получили широкое распространение.
|
|
|
Другим направлением в области создания электрохимических источников тока было построение электрических аккумуляторов или «вторичных элементов», как они долгое время назывались. Принципиальная возможность аккумулирования электрической энергии была установлена еще в начале XIX в. Но только в 1854 г. немецкий врач В.И. Зинстеден открыл способ аккумулирования. В 1859 г. француз Г. Планте наблюдал (независимо от немецкого ученого) то же явление и на его основе построил свинцовый аккумулятор. В 1880 г. К. Фор конструирует свинцово-кислотный аккумулятор. А.Н. Лодыгин разрабатывает теорию аккумулирования электричества для проектируемого электровертолета.
В 1886 г. М. Депре создает буферную аккумуляторную батарею.
В 1984 г. были созданы серно-натриевые аккумуляторы, намного превышающие по технико-экономическим показателям свинцово-кислотные.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 276; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!