«Иди на улицу, но не играй рядом с уличными фонарями. Это опасно». В 1882 г, когда Эдисон построил первую электростанцию, люди не доверяли электричеству, и поэтому родители часто давали детям подобные советы. Несмотря на страх перед неизвестным, электричество всегда очаровывало человечество. Самые «крутые» мифические боги управляли молниями, а древние египтяне размышляли о секрете электрических сомов в Ниле… Рассмотрим некоторые факты об электричестве, которые могли быть для вас неизвестными.
Электрическое напряжение для покрытия религиозных статуй
После окончания Второй мировой войны и оккупации Ирака британский ученый Уиллард Грей исследует таинственный иракский артефакт. Ему удается создать несколько копий предмета, над которым он экспериментирует. И снова, как это было много раз прежде, проявляется несовершенство научных теорий! Согласно современным знаниям, изобретателем электрической ячейки был итальянский физик Алессандро Вольта (1745-1827), который в 1800 г собрал гальваническую батарею, состоящую из медных и цинковых листов с вкраплениями кусочков кожи, увлажненных кислотным раствором.
Могли ли люди знать электрические элементы за 1900 лет до этого изобретения, т.е. в начале нашей эры? Грей обнаруживает, что после наполнения худжутского «ролика» виноградным соком этот объект производит электричество! Несколько из этих ячеек американец подсоединяет к батарее, которая обеспечивает достаточно энергии для гальванизации небольших статуй, ювелирных изделий или незначительных религиозных артефактов. Попытки других ученых предполагают, что, помимо фруктового сока, в качестве электролита могут выступать другие кислотные вещества.
Идеальное описание примитивной батареи в древнеиндийском писании
В древнеиндийском писании Камбхадбаве Агадсонуми, описывающем события 7000-летней давности, мы читаем: «Поместите кусок чистой меди в водостойкий глиняный кувшин, отверстие которого направлено вверх. Затем добавьте кусочки медного купороса и голубой камень. Банку заполните опилками, а сверху поместите покрытую ртутью цинковую крышку. Это создаст силу митры… ». Эта «сила митры» может быть просто названием электричества.
Почему 220 Вольт недостаточно для больших расстояний
Такое низкое напряжение подходит для домашней электропроводки. Хотя оно способно убить человека, риск поражения электрическим током минимален в отношении элементарных принципов безопасности. Поэтому оно отлично подходит для питания бытовой техники.
Но такое напряжение совершенно неспособно передавать энергию на большие расстояния. Почему? Потому что для получения необходимой мощности при низком напряжении необходимо адекватно увеличивать ток, а при увеличении тока потери в проводнике радикально увеличиваются. Фактически, ни один проводник не является идеальным, и даже проводящий провод показывает потери в передаваемой мощности, потому что он сам «потребляет» электричество. На длинной линии потери очень значительны.
Поэтому из электрического распределителя электричество идет к нам с гораздо большим напряжением. Максимальный показатель составляет около 400 кВ, т.е. в 1739 раз больше, чем в обычной домашней розетке. Этот уровень используется для передачи большой мощности на большие расстояния. Это осуществляется с помощью наружного канала, который легко распознать – это те самые большие столбы, обеспечивающие необходимое расстояние между отдельными проводниками.
Три фазы
Проводники имеют трехфазную систему переменного тока. Это более практично, чем двухфазное или однофазное решение. Трехфазная система переменного тока основана на принципе выработки электроэнергии в синхронном генераторе, наиболее эффективном для выработки электроэнергии на электростанциях.
Светили ли древние египтяне лампочками?
На стенах храма богини Хатор в Дендере (Египет), примерно в 70 км к северу от Луксора, есть несколько изображений странных объектов, напоминающих лампочку. О том, что изображают эти сцены, датируемые примерно с I веком до н.э., в начале XXI века начал интересоваться австрийский инженер Вальтер Гарн. Согласно этим дендритным моделям, он создает абсолютно функциональную лампочку, пропускающую свет через электрический разряд в форме змеи между электродами! Таким образом, мы приближаемся к разгадке тайны, почему внутренние пространства древнеегипетских храмов и пирамид не загрязнены сажей.
Ранее немецкий иезуитский ученый Афанасий Кирхер (1601-1680) записал информацию об обнаружении все еще горящего фонаря в подземелье Мемфиса, бывшей столицы Египта. Но пока не ясно, где египтяне могли найти мощный источник энергии, поскольку слабых батарей недостаточно для освещения подобных лампочек.
Битва за электрический ток и лягушачьи лапки
В конце XVIII века Луиджи Гальвани мирно рассекал лягушачьи лапки, когда обнаружил, что ноги лягушек, лежащие на тарелке, дергаются, когда касаются скальпеля. По его словам, за это явление ответственна животная энергия, несущая нервные сигналы в мышцы. Металлический проводник соединял положительно заряженный полюс в нервах с отрицательным полюсом в мышцах, вызывая дергания. «Возрождение» мертвых тел животных стало любимым времяпрепровождением для общественности. Племянник Гальвани Алдини также пустил ток в тело недавно казненного осужденного. Подобные действия вдохновили Мэри Шелли на написание романа «Франкенштейн».
Алессандро Вольта выступил против теории Гальвани, утверждая, что электричество производилось не мышцами лягушки, а путем контакта 2-х металлических предметов (листового металла и скальпеля) во влажной среде. Поэтому в 1800 г он собрал батарею, состоящую из покрытых цинком и медью дисков, увлажненных раствором. Электрический ток проходил через батарею без присутствия живого существа, что доказало ошибку Гальвани. В то же время был произведен первый электрический элемент, производящий электричество.
Рождественские огни в США потребляют больше энергии, чем некоторые страны мира в год
Американцы любят рождественские огни. Каждый год на всей территории США загорается огромное количество разноцветных лампочек. Согласно новому исследованию, рождественские украшения в США потребляют около 6,63 млрд. киловатт-часов (кВтч) каждый год. Эта цифра превышает общее потребление электроэнергии в некоторых бедных странах.
Например, центральноамериканский Сальвадор в период Рождественских праздников потребляет 5,35 млрд. кВтч, африканские страны Эфиопия и Танзания – 5,30 и 4,81 млрд. кВтч соответственно в год. Ученые использовали данные Министерства энергетики США за 2008 г, а также данные Всемирного банка.
Однако 6,63 млрд. кВтч составляют всего 0,2% от годового потребления электроэнергии в США, что достаточно для питания в общей сложности 14 млн. холодильников.
Электростанция будущего: будет ли человечество добывать энергию на Луне?
Половина Луны постоянно купается в солнечном свете. Так почему бы не использовать нашего соседа по космосу для выработки электроэнергии? Идея японской компании кажется безумной, но не нереальной.
Проблема производства электроэнергии остается сложной. Каждый из методов, используемых на Земле, имеет свои за и против – электростанции сильно загрязняют воздух, ядерная энергия угрожает огромным ущербом при авариях, а альтернативные источники энергии не могут обеспечить необходимое количество электричества. Согласно компании «Симидзу», решение может состоять в построении полосы солнечных батарей вокруг экватора Луны.
Очевидный вопрос – это способ транспортировки выработанного электричества на поверхность Земли. Японцы предлагают использовать т.н. «атмосферные окна», часть электромагнитного спектра, для которой атмосфера Земли почти прозрачна. В частности, на Луне будут построены микроволновые или лазерные передатчики, а на Земле энергия будет приниматься на нескольких станциях.
Другие интересные факты об электричестве
- Наибольшая потеря света произошла в 2012 г в Индии вследствие повреждения электросети. 620 млн. человек на 2 суток оказались в темноте.
- Известный физик XVIII века Иоганн Генрих Винклер сначала протестировал силу тока с его побочными эффектами на себе. Но чтобы проверить свои знания в более крупном масштабе, он пустил электричество к телу своей жены. Трудно сказать, был ли научный замысел единственным мотивом известного физика…
- Знаете ли вы, что лампа накаливания потребляет 90% на выработку тепла и только 10% на освещение?
- Напротив, светодиодные лампы практически не излучают тепло. Кроме того, они имеют гораздо более длительный срок службы – средняя светодиодная лампа служит более 50000 часов.
- Пустой холодильник потребляет гораздо больше энергии, чем полный. В обычных домашних хозяйствах именно холодильник отвечает за 10-15% стоимости электроэнергии.
- Как развлекались люди в прошлом? Электрошоком. В XVIII-XIX веках людям не нужно было телевидение или большие парки развлечений, чтобы повеселиться. Идеальным развлечением для воскресного дня было посещение ярмарки, где человек ждал своей очереди, чтобы сунуть пальцы в примитивный электрический генератор.
- Греческий философ Фалес из Милета в VI веке. до н.э. был первым, кто провел эксперименты с электростатическими явлениями, когда заметил, что янтарь, натираемый о лен, притягивает соломинки. Но древний мудрец не говорил о статическом электричестве, воспринимая эксперимент как свидетельство души неодушевленных предметов.
- Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали устройство, производящее электричество от падающего снега. Оно называется s-TENG, что означает «снежный трибоэлектрический наногенератор».
Некоторые патогенные бактерии и пробиотики в человеческом организме действуют как крошечные электростанции. Ученые обнаружили, что некоторые бактерии, обычно присутствующие в рационе или живущие непосредственно в кишечнике, могут производить электричество.
