فئات: مقالات مميزة » حقائق مثيرة للاهتمام
مرات المشاهدة: 32012
تعليقات على المادة: 2
القيصر - الكهربائي
في صيف عام 1814 زار الإمبراطور الروسي الكسندر الأول الفائز بجائزة نابليون مدينة هارلم الهولندية. تمت دعوة الضيف المميز إلى الأكاديمية المحلية. هنا ، كما كتب المؤرخ ، "إن الآلة الكهربائية الكبيرة جذبت انتباه جلالة الملك أولاً". صنع عام 1784. جعلت السيارة حقا انطباعا كبيرا. يدور قرصان زجاجيان بقطر ارتفاع الشخص على محور مشترك بجهد أربعة أشخاص. تم توفير كهرباء الاحتكاك (الكهرباء التجريبية) لشحن بطارية العلب ثنائية ليدن ، المكثفات في ذلك الوقت. بلغ طول الشرر منها أكثر من نصف متر ، وهو ما كان الإمبراطور مقتنعًا به.
كان رد فعله على هذه المعجزة في أوروبا الوسطى للتكنولوجيا أكثر من تقييد. منذ الطفولة ، كان الكسندر على دراية بآلة أكبر ، وأعطى المزيد من هذه الشرر. تم صنعه. حتى قبل عام 1777. في موطنه في سان بطرسبرغ ، كان الأمر أكثر بساطة وأمانًا وتطلب موظفين أقل من الهولنديين. استمتعت الإمبراطورة كاثرين الثانية بحضور أحفادها بمساعدة هذه الآلة عن طريق التجارب الكهربائية في تسارسكوي سيلو. ثم نُقلت ، كمعرض نادر ، إلى كنيسة سانت بطرسبرغ كونستكاميرا ، ثم ، بأمر ما ، أُخذت من هناك وفُقدت آثارها.
ألكساندر أظهر تقنية اليوم السابق. لم يتم تطبيق مبدأ توليد الكهرباء باستخدام الاحتكاك منذ أكثر من 200 عام ، في حين أن الفكرة الكامنة وراء الآلة المنزلية لا تزال تستخدم في المختبرات الحديثة للمدارس والجامعات في العالم. تم اكتشاف هذا المبدأ - الحث الكهروستاتيكي - ووصف لأول مرة في روسيا من قبل الأكاديمي الروسي ، الذي يعرف قلة من الناس ، وهذا غير عادل. أود أن أذكر هذا بالجيل الحالي.
لماذا تحتاج سيارة عملاقة؟
لم يتم العثور على أوصاف الأعمال المنتجة في سان بطرسبرغ على آلة عملاقة. من المعروف أنه في نفس السنوات في غرفة الآلات التابعة لأكاديمية العلوم في جزيرة فاسيليفسكي ، تم تصنيع المولدات الكهربائية من مولدات "جيب" للترفيه والعلاج الذاتي في دائرة الأسرة ، إلى مولدات متسلسلة للمختبرات الفيزيائية للعلماء. لماذا صنعوا سيارة وحشية باهظة الثمن؟ هل استطيع الاجابة على هذا السؤال؟
هذا هو ما أرادت قائمتنا المطلوبة.
في 1769 في مدينة بريشيا الإيطالية ، ضرب البرق كنيسة ، حيث تم تخزين حوالي 100 طن من البارود. دمر الانفجار الذي أعقب الضربة جزءًا من المدينة وآلاف سكانها. بالنظر إلى هذه الحالة المعروفة على نطاق واسع ، لجأت الحكومة البريطانية إلى العلماء من أكاديميتها للتوصية بحماية موثوقة من الصواعق لمستودعات المسحوق. لأسباب من الجمعية الملكية في لندن ، ومن بين أعضائها كان هناك أيضًا مخترع صواعق أمريكي ب. فرانكلين ، تم اقتراح تركيب حماية من الصواعق ونُفذ في مستودعات في بيرفلت بإنجلترا.
والآن ، بمساعدة المعرفة الحديثة ، من المستحيل إعطاء ضمان بنسبة 100 ٪ لحماية الهياكل بمساعدة قضبان البرق (قضبان البرق الأكثر صحة). ومن المفارقات في 1772. قضيب الصواعق المثبت وفقًا لجميع القواعد لم يحمي المستودعات من الصواعق. لقد "انزلق" من دبوس الحماية ، لكن تصرفها ضعيف ولم ينفجر المستودع. قدمت هذه القضية الكثير من الضوضاء ، بما في ذلك في روسيا.
هنا في سان بطرسبرغ لمدة 15 عامًا تم استعادة برج الجرس لكاتدرائية بطرس وبولس ، والذي تم ترميمه بعد إضراب برق في عام 1756. عندما في عام 1772 وقد تم الانتهاء من عملية الإصلاح الرئيسية لبرج برج الجرس ، بقيادة المهندس المعماري ترميم أ. دياكوف ، وتوجه إلى الأكاديمية المحلية مع توصية للحماية ، "حتى لا يؤدي البرق إلى حرق سبيتز". 25 يناير 1773 أصدر مؤتمر الأكاديمية تعليمات إلى الأساتذة إبينوس وكرافت وإيلر للتعبير عن آرائهم حول كيفية تثبيت هذه الحماية.وفقًا للوثائق ، من المعروف أن أستاذ الفيزياء في إل. على ما يبدو للتجارب ..
من الواضح أن Kraft كان عليها إعطاء بيانات محددة للبناة: حول مواد الموصلات وقطرها وموادها وارتفاعها ، من المعروف الآن أن التيارات الصاعقة تصل إلى مئات الأمبيرات ، وإمكانات السحب من الشحنات هي ملايين فولتات. ولكن بعد ذلك ، لم يكن هناك فولت أو أمبير ، لم يكن هناك سوى طريقة واحدة لإنشاء نموذج العملية ، والحصول على البيانات ، واستنباطها في عمليات العواصف الرعدية. علاوة على ذلك ، ستكون دقة البيانات التي يتم الحصول عليها هي الأعلى ، وكلما زادت قدرة الآلة الكهربائية على تنفيذ تشبه العواصف الرعدية الحقيقية. لم تكن الآلة العادية جيدة: لم تستطع إذابة سلك نحاسي سمكه ملليمتر واحد. كان من الضروري إيجاد مخرج.
أرسل الأكاديميون الروس طلبًا إلى لندن ، لكن حتى هناك لم يعرفوا الكثير عن المشكلات المطلوبة. على الرغم من أنهم قاموا بتجربة ذلك عن طريق إنشاء "سحابة اصطناعية" يبلغ طولها أكثر من 50 مترًا ونصف عرضها. النتائج التي تلقوها كانت متناقضة. كانت آلة الكهرباء التجريبية تقترب من نهايتها. لإنشاء إمكانات عالية ، من المستحيل إنشاء أقراص زجاجية بقطر ، على سبيل المثال ، خمسة أمتار. إن قوة الطرد المركزي في حادث ما ستحولهم بالتأكيد إلى آلاف الشظايا التي تشكل خطورة على المجربين. كان من الضروري إنشاء مصدر آخر للكهرباء عالية الجهد لإجراء التجارب.
ظهرت مثل هذه الحالة في عام 1776 ، عندما تم اختراع مولد كهربائي ، والذي كان مختلفًا تمامًا عن الموجودات الحالية ، ولكنه تولد شحنات كهربائية في معلمات أعلى من آلة الاحتكاك. كان التصميم بسيطًا ، لذا تم تصنيعه بواسطة المتخصصين فيه (الشكل 1). وفي 8 مايو 1777. أبلغ المهندس المعماري Dyakov أكاديمية العلوم حول الانتهاء من العمل على قضيب البرق من مستدقة. والآن ، فإن المستدقة التي يبلغ ارتفاعها 122.5 متر تقف محمية بشكل موثوق حتى الآن. ولكن ، إذا كان الأمريكيون والبريطانيون والألمان يعرفون أسماء أبطالهم في الحرب ضد البرق ، فعندئذ في الكتب المدرسية الروسية حول تاريخ العلوم ، يمكن للمرء أن يقرأ كتاب V.L. التجريبية ، لم يكن كرافت مهتما على الإطلاق. " وهذا أكثر من عادل.
Wفوق الدراية.
10 يونيو 1775 أعلن الفيزيائي الإيطالي أ. فولتا عن اختراعه لمصدر جديد للكهرباء: "أقدم لكم هيئة ، لا تُفقد الكهرباء ، مرة واحدة فقط ، ولا تفقد أبدًا الكهرباء ، مع الحفاظ على قوة عملها." أطلق المؤلف على هذا الجهاز عبارة "elettroforo perpetuo" ، والتي يمكن ترجمتها على أنها "تتدفق الكهرباء إلى الأبد". كان الجهاز بسيطًا قبل البدائية. تم تقليص اسمها في المصطلحات المادية إلى كلمة "electrophore" ، ولكن نجاح تطبيقه كان ساحقًا. الآن ، لتلقي الشحنات الكهربائية بكميات كبيرة ، لم يكن من الضروري استخدام خدمات الآلات الكهربائية الموجودة.
لم يعتبر فولتا نفسه المخترع الوحيد للجهاز. مثل كل العلماء العظماء ، فقد كرم مزايا أسلافه. فيما يلي كلماته: "توقع Epinus و Wilke هذه الفكرة واكتشفا الظاهرة ، على الرغم من أنهما لم يبنوا الجهاز النهائي." أي نوع من الترقب هو؟ والعنوان Epinus موجود في هذا النص للمرة الثانية. وهذا ليس صدفة.
أستاذ في جامعة روستوك إيبينوس وطالبه إ. ويلك في اكتشاف الكهرباء ظاهرة تسمى الآن الحث الكهربائي. يمكن تفسير معنى الاكتشاف على النحو التالي: يصبح كل جسم يوضع في حقل كهربائي نفسه كهربائيًا. في وقت لاحق ، ستتم دعوة Epinus إلى روسيا من عام 1757. سوف يصبح عضوا في أكاديمية سانت بطرسبرغ للعلوم. هنا سيعيش حتى نهاية حياته ، وهنا سيكتب عمله الرئيسي في الحياة - "تجربة في نظرية الكهرباء والمغناطيسية".تم نشره في سانت بطرسبرغ في عام 1759. وأصبحت تحظى بشعبية كبيرة بين علماء الفيزياء. تعرفت على هذا العمل و A. Volta. ووجه الانتباه بشكل خاص إلى تجربة أكاديمي سان بطرسبرغ ، والتي سنقوم بإعادة إنتاجها أدناه.
على زجاجتين A و B ، يتم تثبيت قضيب معدني C بطول نصف متر. في نهايات هذا الشريط ، يتم وضع اثنين من كتل الكتلة الأخرى 1 و 2 (الشكل 2). إذا أحضرت (دون لمس) عصا الشمع المبشور من جانب الوزن الأول ، فيمكنك التأكد من إزالة الأوزان الصغيرة المشحونة. الأول هو إيجابي ، والثاني هو الكهرباء السلبية. علاوة على ذلك ، يمكن إجراء مثل هذه العملية دون فرك المزيد من عصي الشمع عدة مرات كما تريد. لم الختم الشمع لا تقل. من حيث المبدأ ، كانت آلة لشحن الجثث بالكهرباء جاهزة .. كان من الممكن بدلاً من الأوزان وضع أي جثث على الكهرباء لإمدادها بالكهرباء وكهربائها. لماذا لا آلة الحركة الدائمة؟
لقد كان نموذجًا أوليًا للكهر الكهربائي لفولتا ، والذي كان من السهل جدًا شرح آلية للمعاصرين. اتهم الشمع ختم المبشور سلبا. إنه يخلق مجالًا كهربائيًا يعمل على الإلكترونات الحرة لشريط معدني. وجود شحنة سالبة ، يتم إعادة توزيعها في الشريط بطريقة تتراكم في الوزن 2 وتبقى في العجز في الوزن 1. في نهايات الشريط ، ينشأ فرق محتمل. انها يمكن التخلص منها في الإرادة. كانت عبقرية فولتا ضرورية لاستخدام هذه الظاهرة في الممارسة وحتى ، علاوة على ذلك ، للحد من الدعائم الضئيلة في تركيب Epinus. فولتا لا يستخدم الأوزان على الإطلاق. فقط لحظة إحضار الشمع ، لثانية واحدة ، يمس نهاية الشريط المقابل للشمع بإصبعه. من الواضح أن الإلكترونات الزائدة تدفقت عبر جسم الفيزيائي إلى "الأرض". الآن ، عندما تم إزالة الشمع الختم ، اتضح أن الشريط بأكمله مشحون بالكهرباء الإيجابية. وفقًا لهذا المبدأ ، كان من الممكن بالفعل إنشاء ماكينة كهربائية أكثر ملاءمة من آلات الاحتكاك. ولكن ليس هذا فقط ميزة السيارة الجديدة.
لقد اتضح أن آلة الكهربي لا يمكنها فقط الحصول على شحنة ، ولكن أيضًا في زيادة إمكاناتها الكهربائية عدة مرات. واستغل فولتا هذه الخاصية عندما أثبت هوية الكهرباء ، تم الحصول عليها في خلية كلفانية والكهرباء الناتجة عن الاحتكاك ، وكذلك تهمة البرق من السحابة. كل هذه الاتهامات تبين أن لها نفس الطبيعة بالضبط. وقد ثبت من قبل الكهربائي.
كيف العمل الكهربائي العملاقة؟
تم ملء "مقلاة" بيضاوية ضخمة مغطاة بالقصدير تبلغ مساحتها حوالي أربعة أمتار مربعة (!!!) بمحلول ذائب من الراتنج والشمع. كانت مستلقية على قاعدة الكهربائي. على ذلك ، على الرفوف التي يزيد ارتفاعها عن مترين ، وعلى الحبال التي تمر عبر الكتل ، علق مقلاة أخرى على القرص ، أصغر قليلاً. كانت أبعاد الجهاز بأكمله 3 × 2.5 × 1.5 متر. (الشكل 1). اغفر عيوب رسومات الفنان في العصور الوسطى. ستظهر الهندسة الوصفية التي تسمح لك بتصوير رسومات ثلاثية الأبعاد على متن طائرة فقط في عام 1799.
لقد قمنا بتبسيط الرسم بشكل خاص لفهم مبدأ الجهاز. (الشكل 3) زوج من أحواض الأقراص ، معزولة بحبال من الحرير عن بعضها البعض ، عبارة عن مكثف هواء ذو سعة متغيرة. تذكر أن سعة المكثف تتناسب عكسيا مع المسافة بين اللوحات. أصغر المسافة ، وزيادة القدرة والعكس بالعكس. تم تغيير قدرة المجرب من خلال رفع وخفض عموم تعليق. لإزالة الشحنات ، كانت الكرة النحاسية B ملحومة في الجزء العلوي من المقلاة المتحركة ، للجزء السفلي A.
بدأ عمل الكهربائي مع إثارة شحنة في "عموم" أقل. ويمكن القيام بذلك عن طريق فرك الراتنج مع قبعة الفراء العادية. تم تنفيذ هذا الإجراء في وقت واحد. ثم انخفض الجزء المتحرك من القطب الكهربائي إلى أدنى مستوى ممكن ، ولكن ، عدم السماح بالاتصال بـ "المقلاة" السفلية. هذا ما يحدث فيه.
نحن نعلم أن القرص العلوي مصنوع من المعدن ، وأن المعادن لها هيكل بلوري. يمكن اعتبار هذه البلورات شبكة من أيونات المعادن الإيجابية ، والتي تمتلئ خلاياها بالإلكترونات. يمكن تشبيه هذه الإلكترونات بجزيئات الغاز التي تتحرك باستمرار ، ومع اقتراب القرص العلوي من الجزء السفلي ، يزداد المجال السلبي للراتنج على الإلكترونات ذات الشحنة سالبة أكثر فأكثر. هذا يؤدي إلى حقيقة أن الإلكترونات التي تدفع إلى الخارج تنتشر في الجزء العلوي من القرص وكذلك في الكرة النحاسية الملحومة C. ونتيجة لذلك ، يتلقى الجزء العلوي من "مقلاة التحريك" المتحركة فائض من الإلكترونات مع وجود نقص في الإلكترون السفلي. وفقًا لذلك ، يتم شحن الجزء العلوي من القرص المتحرك والكرة C بالشكل السلبي ، ويكون الجزء السفلي موجبًا.
إذا تم توصيل الكرة الموصلة B أو C الآن ، فسوف تتدفق فائض الإلكترونات من أعلى "المقلاة" إلى الأرض ، مما يجعلها محايدة ، ولكن سيظل نقص الإلكترونات في القاع. في الكهربائي ، أجرى فولتا هذا الإجراء بلمسة إصبع ، وفي الإجراء العملاق ، حيث كانت الشحنة كبيرة ، كانت التيارات التي تتدفق عبر المجرب كبيرة ويمكن أن تصيب المكني الكهربائي. لذلك ، توصل مصممو الآلة إلى قطب أرضي خاص ، والذي يعمل تلقائيًا. عند خفض الجزء العلوي من المقلاة ، كانت الكرة C على اتصال في أدنى موضع لها مع الكرة الأرضية D ، والتي تدفقت عبرها الإلكترونات إلى الأرض. مع ارتفاع طفيف في القرص العلوي ، انقطع الاتصال وانتشر نقص الإلكترونات بالفعل إلى القرص بأكمله. وزيادة إمكانات هذه التهمة مع زيادة ارتفاع القرص. وقد لوحظ هذا الانتظام لأول مرة في تاريخ العالم في عام 1759 من قِبل أكاديمي سانت بطرسبرغ ف.و.تي إيبينوس.
عادةً لا يفهم الطلاب تمامًا ، على الرغم من أنه لا يُمنع على أي شخص تكرار تجربة Epinus وهذا سهل نسبيًا. يتم تسجيل هذا الانتظام بسهولة عن طريق الرموز في الصيغة ، والتي هي في أي كتاب مدرسي للهندسة الكهربائية. غالبًا ما يكون سبب عدم ثقة الطلاب في نتائج هذه التجربة هو فكرة مكثف السعة المتغيرة كنوع من آلات الحركة الدائمة التي تزيد من احتمال الشحن. لكن الزيادة في الإمكانات تأتي على حساب تكاليف الطاقة للعمل الميكانيكي لنشر اللوحات. بعد كل شيء ، تنجذب لوحات المكثف المشحونة بشحنات معاكسة لبعضها البعض بقوة معينة يجب التغلب عليها.
بالطبع ، من المستحيل محاكاة عملية تفريغ البرق حتى بمساعدة مثل هذا العملاق الكهربائي ، ولكن حتى الآن ، يتم الحصول على إمكانات عالية لشحن الفيزياء باستخدام فان دي غراف السياراتحيث يتم تسليم الرسوم إلى كرات موصل العملاقة ميكانيكيا.
لا نعرف إمكانات الشحنة التي تلقاها في إلكترون القيصر ، لكن مؤلفًا مجهولًا كتب في مصادر أرشيفية: "إنها (الآلة) جاهزة لضرب كل من يجرؤ على لمس الكرة. من المعروف من التجربة أن هذا الكهربي يمكن أن يقتل الثور. قوة فظيعة!
المبدعين من سان بطرسبرج العملاقة.
أسماء مصممي الآلة العملاقة معروفة لنا من خلال كلمات الفيزيائي الشهير يوهان بيرنولي ، الذي زار مدينة بطرسبرغ عام 1778. هذا هو أستاذ أكاديمية العلوم بسانت بطرسبرغ فولفغانغ لودفيج كرافت (1743-1814) وميكاني نفس الأكاديمية ، وهو الحرفي الروسي آي. بي. كوليبين (1735-1818). في أحد الكتب الحديثة عن الكهرباء ، يمكن للمرء أن يقرأ: "في التصميمات الفنية لآلات الحث ، ليس من السهل حتى بالنسبة للعين المتطورة تمييز مبادئها الأساسية البسيطة." الشخص المدهش كان كوليبين. لقد تعلم بشكل مستقل مرة واحدة أن يجعل التلسكوبات ليس أسوأ من اللغة الإنجليزية ، وأنه قام شخصياً بتلميع العدسات. كان هذا هو الحال أيضًا في الإلكتروفور ، الذي أصبح جوهره غير مفهوم حتى الآن للعديد من المهندسين. وبالتالي فإن شرف بناء إلكتروفور عملاق ينتمي بالكامل إلى مواطنينا.
لا يمكن اعتبار اللغة الألمانية V.L.Kraft أجنبية.ولد وتوفي في سان بطرسبرج وفي تاريخ الفيزياء تم العثور على اسمه في النسخة الروسية - تسجيل الدخول Yuryevich. لم يكن خطأه أنه لم يسمح له بالعمل في مجال الفيزياء. تعرفت عليه كاثرين الثانية كمدرس لأحفادها العديدين ، ومن بينهم أباطرة المستقبل ألكسندر الأول ونيكولاس الأول.
كسرت كاثرين الثانية أيضًا مسيرتها العلمية أيضًا إلى أكاديمي سان بطرسبرغ الرائد في مجال الحث الكهربائي F.U.T Epinus (1724-1802) ، وهو أحد المتخصصين الواعدين في مجال الكهرباء في ذلك الوقت. كان مضطرًا لفك تشفير المراسلات الدبلوماسية المعترضة للأجانب في سان بطرسبرغ للإمبراطورة. ولكن ليس هناك شك في أنه شارك في إنشاء آلة عملاقة كمستشار. كانت الأحمال الزائدة في فك شفرة الرسائل الدبلوماسية كبيرة لدرجة أنه أصيب بمرض عقلي خطير وفي نهاية حياته لم يستطع القيام بالعلم.
مصير هذه السيارة غير معروف. بأمر من شخص ما ، تم إخراجها من كونستكاميرا. وقد لا يكون ذلك بدون سبب. كانوا خائفين منها ، ولهذا السبب. وقد وجد أن الكهرباء يمكن أن تعمل دون إعطائه شحنة أولية. بالنسبة للالكهربائي العملاق ، كان هناك ما يكفي من نسيم الضوء أعلى المقلاة السفلية. ثم للحصول على الإمكانات القاتلة على القمة.
لماذا هذا المقال مكتوب؟
يجب أن يوضح كل ما سبق للقارئ أنه من السهل جدًا الحصول على الإمكانات الكهربائية حتى في المنزل. للعثور على إمكانيات تطبيقها العملي هو مسألة أدمغة Kulibins الحديثة. من المحتمل وجود إمكانات استخدام الكهرباء الساكنة حتى في الحياة اليومية. من الضروري فقط أن تصبح مهتمًا بالمخترعين. وهنا مثالان على ذلك.
في الأربعينيات من القرن الماضي ، طور بطريرك الفيزيائيين السوفياتيين أ. كان المولد بسيط وموثوق. ثم طرح فكرة نقل جميع صناعة الطاقة الكهربائية في البلاد إلى الكهرباء الساكنة. ثم تصبح المحولات والمعدلات التصاعدية لخطوط النقل غير ضرورية. تعتبر عمليات نقل التيار المباشر هي الأكثر اقتصادا ، ويختفي الخسارة أثناء التحول. ولكن للأسف ، بالنسبة لصناعة الطاقة الكهربائية الكبيرة ، فإن مثل هذا النظام مستحيل بالنسبة للتصنيع العملي للمولدات. ولكن هناك أيضًا مستهلكون قليلو الطاقة ، خاصة وأن المولدات الساكنة لا تنشئ حقولًا مغناطيسية وخفيفة الوزن.
ومن المعروف أنه في عام 1748. استخدم الأمريكي ب. فرانكلين الكبير محركًا ثابتًا لأغراض عملية - فقد قلب سيخًا من الديك الرومي على مقلاة تحميص. الآن يتم نسيان هذه المحركات ، على الرغم من أنها لا تحتوي على ملفات ، فولاذ كهربائي ونحاس. هذا يعني أنها يمكن أن تكون موثوقة للغاية في العملية. هذه المحركات واعدة جدا للتطبيقات الفضائية. علاوة على ذلك ، فإن تطور كيمياء البوليمرات يعدنا بمواد عازلة جديدة.
لذلك يمكنك التفكير في هذا الاتجاه.
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: