Fakta menarik tentang kelistrikan di dunia modern. Fakta menarik tentang listrik

Listrik saat ini merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari masyarakat. Meskipun sebagian besar masyarakat di negara-negara maju khawatir mengenai penghematan uang pada tagihan listrik mereka, namun banyak juga yang khawatir negara-negara berkembang sedang berupaya menghasilkan energi yang cukup bagi warga negaranya. Kami telah mengumpulkan fakta menarik tentang energi listrik untuk pembaca kami.

1. 20% untuk kenyamanan ibu rumah tangga

Jumlah energi yang digunakan oleh rumah tangga Amerika untuk AC adalah sekitar 20% dari konsumsi listrik negara tersebut.

2. Melakukan sesuatu yang baik - lolos begitu saja

Ada penjara di Brasil yang mengizinkan narapidana mengayuh sepeda olahraga, sehingga menghasilkan energi untuk desa-desa sekitarnya. Untuk ini mereka ditawari pengurangan hukuman penjara.

3. Uang untuk sampah, sampah untuk didaur ulang, energi panas menjadi listrik

Swedia sangat pandai mendaur ulang sehingga negara tersebut sering mengimpor sampah dari Norwegia untuk pabrik daur ulang penghasil energinya.

4. Pembangkit Listrik Tenaga Air Itaipu

Hampir seperempat listrik di Brazil dihasilkan oleh satu pembangkit listrik.

5. Semuanya bersih di Swiss

Lebih dari separuh energi di Swiss dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga air, dan sisanya oleh pembangkit listrik tenaga air pembangkit listrik tenaga nuklir. Hasilnya, industri energi negara ini hampir tidak menghasilkan emisi CO2.

6. Pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa

Pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa memungkinkan Anda menyimpan energi ramah lingkungan periode yang lama waktu. Awalnya, air disuplai ke bagian atas struktur, dan ketika mengalir ke bawah, air memutar bilah turbin, menghasilkan listrik, yang sebagian digunakan untuk memompa air kembali.

7. Insinyur Titanic

Tak satu pun insinyur Titanic yang lolos. Mereka semua ikut tenggelam bersama kapalnya, karena hingga saat ini mereka sibuk menjaga pembangkitan listrik di kapal tersebut.

8. Rehat teh di Inggris

Pembangkit listrik Dinorwig di Inggris memiliki satu tujuan, yaitu menyediakan listrik ekstra selama jeda iklan film, ketika semua orang di negara tersebut menyalakan ketel listrik untuk membuat teh.

9. Hanya energi angin dan air yang lebih bersih dibandingkan energi nuklir

Dalam produksi energi nuklir Tingkat CO2 lebih rendah dibandingkan yang dihasilkan oleh energi matahari dan panas bumi. Hanya energi angin dan air yang lebih bersih.

10. Stasiun panas bumi di Islandia

Islandia menghasilkan seluruh energinya dari sumber terbarukan. Pembangkit listrik tenaga air memasok sekitar dua pertiga kebutuhan energi, dan sisanya dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga panas bumi.

Sekitar setengah dari energi nuklir di Amerika berasal dari hulu ledak nuklir Soviet yang lama.

12. Energi air di Norwegia

Norwegia mendapatkan 99% energinya dari pembangkit listrik tenaga air. Jumlah ini lebih banyak dibandingkan negara lain mana pun di dunia.

13. Angin, kamu adalah angin yang perkasa...

14. Penjelajah rasa ingin tahu

Penjelajah Curiosity ditenagai oleh pembangkit nuklir, yang hampir tidak cukup kuat untuk (misalnya) memutar kipas angin di langit-langit.

15. Reaktor thorium fluorida cair

Reaktor torium fluorida cair dapat memenuhi seluruh kebutuhan energi tahunan dunia dengan hanya menggunakan sekitar 7.000 ton thorium.

16. Prancis Nuklir

Perancis menghasilkan begitu banyak tenaga nuklir sehingga mengekspornya.

17. Listrik yang dinasionalisasi

Pada tahun 1963, Quebec menasionalisasikan listrik. Hal ini mengakibatkan 96% energi Quebec kini dihasilkan dari sumber pembangkit listrik tenaga air. Provinsi Kanada juga memiliki tarif termurah di benua ini.

18. Buku adalah ilmu, ilmu adalah kekuatan, kekuatan ilmu adalah arus yang ada di desa

William Kamkwamba adalah seorang remaja Malawi yang membaca di buku perpustakaan cara membuat kincir angin. Kemudian dia membuat kincir angin dan menyediakan listrik bagi desanya.

19. Berani dan bodoh

Pada tahun 1970an, Rusia membangun sejumlah mercusuar nuklir di sepanjang pantainya. Saat ini dua generator hilang.

20. “Baterai Dunia” hanya bertahan 10 menit.

"Kereta bijih" Swedia menghasilkan 5 listrik lebih banyak daripada yang sebenarnya digunakan untuk pergerakan. Energi yang tidak terpakai digunakan untuk memberi daya pada kota-kota terdekat.

25. Matahari, gurun dan kemanusiaan

Hanya dalam 6 jam, gurun di bumi menyerap lebih banyak energi dari Matahari daripada yang digunakan seluruh umat manusia dalam setahun.

Listrik saat ini merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari masyarakat. Sementara sebagian besar masyarakat di negara-negara maju mengkhawatirkan cara menghemat tagihan listrik mereka, banyak negara berkembang berupaya mencari cara untuk menghasilkan energi yang cukup bagi warganya. Kami telah mengumpulkan fakta menarik tentang energi listrik untuk pembaca kami.

1. 20% untuk kenyamanan ibu rumah tangga

2. Melakukan sesuatu yang baik - lolos begitu saja

3. Uang untuk sampah, sampah untuk didaur ulang, energi panas ke listrik

4. Pembangkit Listrik Tenaga Air Itaipu

5. Semuanya bersih di Swiss

6. Pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa

7. Insinyur Titanic

8. Rehat teh di Inggris

9. Hanya energi angin dan air yang lebih bersih dibandingkan energi nuklir

10. Stasiun panas bumi di Islandia

11. Hulu ledak nuklir Soviet

12. Energi air di Norwegia

Di wilayah tersebut wilayah Sverdlovsk, di pusat kota Nevyansk terdapat salah satu objek wisata menara miring Ural-Nevyansk. Ada banyak logam di menara: kusen pintu dan jendela terbuat dari besi cor, lantai dan balkon dilapisi dengan lempengan besi cor. Di dalam menara ada bingkai logam, titik keluarnya diikat ke dinding dengan ring besi cor; Menara Nevyansk dimahkotai oleh menara lonceng dengan lonceng kuno, dan di atapnya sendiri terdapat bola berukuran 40 sentimeter dengan paku - penangkal petir pertama di dunia (penangkal petir - alat yang menerima sambaran petir dan mengalirkan arus ke dalam tanah), dipasang di awal abad ke-18 abad – beberapa dekade sebelum ditemukan oleh Benjamin Franklin.

Petir dan harta karun

Orang Yunani kuno percaya bahwa sebagian besar ambar dapat ditemukan di pesisir pantai Laut Utara, padahal kami belum pernah kesana. Berdasarkan mitos yaitu di pesisir Laut Utara, putra dewa matahari Helios Phaeton tersambar petir yang menyambarnya, rupanya mereka melihat adanya hubungan antara petir dengan khasiat amber untuk menghasilkan listrik statis.

Pelepasan petir ke dalam tanah menunjukkan kepada para pemburu harta karun bahwa di sinilah harta karun dikuburkan. Terlihat jelas petir menyambar gundukan berisi jumlah besar logam

Di Rus, tempat sambaran petir dianggap sebagai tempat terbaik untuk membuat sumur. Secara alami, air menarik listrik. Oleh karena itu, kemungkinan adanya air di dekatnya sangat tinggi! Namun pertanyaan terkait adalah apakah nyaman bagi pemiliknya untuk tinggal di tempat seperti itu, bagaimana mereka akan berhubungan dengan kombinasi listrik, petir, dan magnet.

Manusia dan listrik

Di istana Louis XV, eksperimen dilakukan dengan listrik dan magnet, di mana setidaknya 180 tentara ditempatkan di alun-alun sambil berpegangan tangan dan cairan dari toples Leyden dialirkan melalui mereka (toples Leyden adalah kapasitor listrik pertama, ditemukan oleh ilmuwan Belanda Pieter van Musschenbroeck dan muridnya Kuhneus pada tahun 1745 di Leiden. Penemuan toples Leyden mendorong studi tentang listrik, khususnya kecepatan rambatnya dan sifat konduktif listrik dari beberapa bahan logam dan air (kecuali air suling) adalah konduktor terbaik berkat tabung Leyden, percikan listrik dapat diperoleh untuk pertama kalinya.

Seluruh halaman menyaksikan dengan rasa ingin tahu yang besar “getaran besar-besaran” dari aliran arus melalui improvisasi tersebut rangkaian listrik.

Kecepatan arus listrik hampir sama dengan kecepatan cahaya. Pada tahun 1746, ketika hal ini belum diketahui, pendeta dan fisikawan Perancis Jean-Antoine Nollet ingin mengukur kecepatan arus secara eksperimental. Dia menempatkan 200 biksu, dihubungkan satu sama lain dengan kabel besi, dalam sebuah lingkaran sepanjang satu setengah kilometer, dan kemudian melepaskan baterai stoples Leyden, yang ditemukan setahun sebelumnya, ke dalam sirkuit ini. Semua biksu bereaksi terhadap arus dalam sekejap, yang meyakinkan Nolle akan hal itu nilai tinggi nilai yang diinginkan.

Ada dua kasus dalam sejarah penjara Amerika di mana hukuman terdakwa diubah dari hukuman mati menjadi penjara seumur hidup, namun mereka tetap disetrum. Pada tahun 1989, Michael Anderson Godwin mengatur dirinya sendiri kursi listrik, duduk di toilet logam di selnya sambil memperbaiki TV. Korsleting terjadi saat dia memutus kabel. Pada tahun 1997, kejadian serupa menimpa Lawrence Baker - dia juga duduk di toilet logam sambil menonton TV dengan headphone buatannya.

Magnetisme dan listrik statis

Listrik statis dan magnet mulai dipelajari menggunakan perangkat paling sederhana - piringan logam dengan pegangan kaca, bantalan lilin, kucing, dan jari. Dengan seperangkat alat inilah Alexander Volt bekerja.

Banyak satuan besaran fisika dalam teknik kelistrikan diberi nama sesuai nama ilmuwan yang mempelajari listrik dan magnet. Tetapi hanya satu dari mereka, yang hanya memiliki dua huruf di nama belakangnya, yang dianugerahi penghargaan ini dua kali. Ini adalah Georg Ohm dari Jerman. Kita semua akrab dengan satuan pengukuran hambatan “Ohm”, tetapi mungkin hanya sedikit orang yang ingat bahwa besaran fisika yang berbanding terbalik dengan hambatan - “konduktivitas listrik” - diukur dalam besaran yang disebut “mo”.

Dengan semua itu, pada tahun 1827, Georg Ohm tidak lulus ujian dan tidak diperbolehkan mengajar dasar-dasar fisika dan magnet di sekolah, karena sangat tingkat rendah pengetahuan dan ketidakhadiran total kemampuan pedagogis.

Luigi Galvani pernah disebut sebagai pesulap karena ia membuat mayat anak sapi, tikus, kucing, dan katak bergerak! Dan untuk menghormatinya sumber arus kimia - sel galvanik - diberi nama.

Baterai 4 volt pertama ditemukan di Mesir dan terdiri dari silinder tembaga dan batang besi yang tertanam di dalamnya. Cairan dituangkan ke dalam silinder, tetapi batangnya tidak menyentuh dinding bejana.

Hewan dan listrik

Tahukah Anda bahwa di beberapa wilayah Afrika dan Amerika Selatan, di mana listrik di rumah-rumah masih belum ada, rumah-rumah diterangi menggunakan kunang-kunang. Mereka ditempatkan di stoples kaca tertutup! Pada saat yang sama, toples berisi kunang-kunang mengeluarkan cahaya yang cukup terang!

Belut listrik dari Amazon menghasilkan kejutan listrik lebih dari 500 volt. Penduduk setempat Sebelum menangkapnya, mereka menggiring kawanan sapi ke sungai agar belut menghabiskan seluruh tenaganya untuk menangkapnya.

Seekor burung yang duduk di kabel listrik tegangan tinggi tidak akan tersengat arus listrik, karena tubuhnya merupakan penghantar arus yang buruk. Di tempat kaki burung menyentuh kawat, a koneksi paralel, dan karena kawat menghantarkan listrik jauh lebih baik, arus yang sangat kecil mengalir melalui burung itu sendiri, sehingga tidak menimbulkan bahaya. Akan tetapi, begitu burung yang berada pada kawat tersebut menyentuh benda lain yang dibumikan, misalnya bagian logam dari suatu penyangga, ia langsung mati, karena hambatan udaranya terlalu besar dibandingkan dengan hambatan tubuhnya, dan semua arus mengalir. melalui burung itu.

Pada ikan ordo Gymnotiiformes (ordo ikan laut bersirip pari yang menghuni perairan tawar Amerika Selatan, memiliki tubuh memanjang dan berenang dengan bantuan sirip dubur. Ikan nokturnal ini mampu menghasilkan medan listrik untuk navigasi dan komunikasi. ), pejantan menyatakan keunggulannya melalui sinyal listrik yang lebih tinggi dibandingkan pesaingnya, dengan frekuensi yang memungkinkan untuk mengidentifikasi pejantan dominan tanpa perlawanan.

Burung itu tidak mati karena arus yang mengalir melalui tubuhnya dapat diabaikan. Namun, begitu dia menyentuh benda apa pun yang diarde (misalnya, penyangga logam), tegangan yang dihasilkan akan langsung mematikannya.

2) Banyak hewan yang mampu menghasilkan listrik. Misalnya belut listrik, untuk keperluan pertahanan diri atau berburu, dapat menghasilkan arus listrik dengan tegangan hingga 500 V. Oleh karena itu, penduduk di beberapa wilayah Amazon, ketika memburunya, melindungi diri dari sengatan listrik terlebih dahulu. “membuang” belut dengan bantuan kawanan sapi.

3) Ikan dari ordo Gymnotiiformes (Amerika Selatan) menentukan jantan dominan berdasarkan frekuensi sinyal listrik tertinggi.

4) Tubuh manusia khususnya otot jantung mampu menghasilkan listrik. Berkat Elektrokardiogram ini memungkinkan Anda mengukur ritme detak jantung. 5) Sirkuit listrik pertama dibangun di istana Louis XV. Dia “hidup”, karena selama percobaan, cairan yang diperoleh dengan menggunakan toples Leyden disalurkan ke tubuh 180 tentara.

6) Pada akhir abad ke-19, antara penemu permanen dan AC T. Edison dan N. Tesla berkobar perang nyata. Sebuah upaya telah dilakukan untuk secara hukum mengecualikan kemungkinan transmisi arus bolak-balik menggunakan saluran listrik. Namun, seperti diketahui, preferensi kemudian diberikan pada arus bolak-balik.

7) Pada tahun 1874, upaya dilakukan di Rusia untuk mengurangi biaya listrik selama transportasi, dengan menggunakan rel kereta api. Insinyur F. Pirotsky menggunakan salah satu rel sebagai kabel depan, dan rel kedua sebagai kabel balik. Gagasan untuk menciptakan transportasi perkotaan atas dasar ini ternyata tidak aman bagi pejalan kaki dan kemudian digunakan di metro modern.

8) Ketika sambaran petir menyambar seseorang, maka terbentuklah pola khusus pada tubuhnya yang disebut sosok Lichtenberg.

9) Pada awal penelitian fenomena kelistrikan, tanpa instrumen khusus, para ilmuwan terpaksa mengorbankan kesehatannya demi ilmu pengetahuan. V. Petrov, yang pertama kali memberikan gambaran ilmiah tentang fenomena tersebut busur listrik Saya memotong lapisan atas kulit di jari saya agar lebih merasakan arus lemah.

Perawatan listrik memiliki sejarah tersendiri. Orang pertama yang memikirkan hal ini adalah orang Romawi, yang memasang belut listrik di kepala pasien yang sakit kepala. Mereka mengatakan bahwa setelah itu semuanya hilang, atau pasien tidak lagi mengakui bahwa dia sakit kepala.

Di Amerika Serikat, salah satu pemadam kebakaran di kota Livermore (California) memiliki bola lampu tertua di dunia. Ini adalah lampu 4 watt buatan sendiri, dikenal sebagai "Lampu Abad". Api ini terus menyala selama lebih dari 100 tahun, sejak tahun 1901. Rahasia umur panjangnya adalah bola lampunya hampir tidak pernah dimatikan. Umur yang luar biasa panjang ini tidak hanya membuat lampu ini menjadi landmark lokal, namun juga menjadikannya dalam Guinness Book of Records sebagai lampu aktif tertua di dunia.

Centenarian ini memiliki situs webnya sendiri www.centennialbulb.org, di mana, antara lain, Anda dapat memantau pekerjaannya melalui webcam (gambar diambil dengan interval 10 detik). Tanggal yang tepat Pemasangan lampu ini tidak diketahui, namun kemungkinan besar terjadi pada pertengahan Juni 1901. Sejak itu, bola lampu 4 W telah bekerja sepanjang waktu di salah satu pemadam kebakaran, menjalankan fungsi penerangan teknis untuk peralatan. Bola lampu berhenti bekerja satu-satunya kali selama 22 menit pada tahun 1976, karena suatu alasan keselamatan kebakaran dia dipindahkan ke fasilitas lain. Pengangkutan dilakukan dengan didampingi polisi dan pengawal pemadam kebakaran di bawah pimpinan kapten pemadam kebakaran.

Untuk memahami fenomena umur panjang bola lampu ini, Anda perlu memahaminya spesifikasi teknis. Itu diproduksi oleh ShelbyElectricCo. Berdasarkan gambar pesaing utama T. Edison, Adolphe A. Chaillet. Badan kaca ditiup dengan tangan, dan elemen filamennya adalah filamen karbon. Alasan umum pengoperasian lampu tersebut dalam jangka panjang dan bebas masalah dijelaskan oleh Debora Katz, profesor fisika di Akademi Angkatan Laut AS di Annapolis, berdasarkan penelitian yang komprehensif bola lampu Shelby Electric antik.

“Fenomena Lampu Livermore dapat dijelaskan oleh fakta bahwa bola lampu pijar kuno mempunyai dua perbedaan mendasar dari analog modern. Pertama, filamen di dalamnya delapan kali lebih tebal dari sekarang, dan kedua, bahan pembuatannya adalah semikonduktor, kemungkinan besar berbasis karbon. Ini sangat perbedaan penting: Saat kumparan pijar modern terlalu panas, ia akan berhenti menghantarkan listrik, sedangkan bohlam Shelby akan bekerja lebih baik jika semakin panas.” Dengan demikian, prasyarat obyektif agar bola lampu tahan lama di Stasiun Pemadam Kebakaran No. 6 di kota Livermore adalah pengoperasiannya yang tidak terputus dan tidak adanya siklus hidup-mati. Namun fakta ini sama sekali tidak mengurangi keajaiban kecil dari keberadaan lampu yang bertahan selama dua ratus tahun.

Penemu Thomas Edison pada tahun 1880-an ia mengerjakan sistem elektrifikasi untuk kota-kota di Amerika, tetapi tidak dapat menyalurkan arus searah lebih dari beberapa blok. Pesaingnya, George Westinghouse, mencapai kesuksesan besar dengan menggunakan arus bolak-balik, tetapi Edison melakukan yang terbaik untuk mencegah penyebarannya, dengan menyebutnya sebagai arus yang mematikan. Pada saat yang sama, sebuah komisi khusus sedang mencari perangkat untuk eksekusi yang paling “manusiawi”, dan Edison merekomendasikan mesin arus bolak-balik Westinghouse. Karena itu, ia berkontribusi pada penemuan kursi listrik.

Generator Belut Listrik Amerika Selatan dapat menghasilkan tegangan hingga 1200 volt dengan arus 1,2 A. Ini cukup untuk menyalakan bola lampu enam ratus watt.

Tegangan di dalam petir- sekitar 100.000.000 volt per meter.

Baterai pertama 4 volt ditemukan di Mesir dan terdiri dari silinder tembaga dan batang besi yang tertanam di dalamnya. Cairan dituangkan ke dalam silinder, tetapi batangnya tidak menyentuh dinding bejana

Belut listrik dapat menghantarkan sengatan listrik sekitar 500 volt untuk pertahanan diri dan saat berburu.

Sumber energi terbesar di dunia untuk pembangkit listrik adalah batu bara. Pembakaran batu bara di tungku ketel memanaskan air, dan uap yang naik memutar turbin generator.

Listrik diputar peran penting dalam kesehatan manusia. Sel-sel otot di jantung berkontraksi dan menghasilkan listrik. Elektrokardiogram (EKG) mengukur ritme jantung melalui impuls ini.

Pada tahun 1880an terjadi “perang arus” antara Thomas Edison (penemu arus searah) dan Nikola Tesla (penemuan arus bolak-balik). Keduanya ingin sistem mereka digunakan secara luas, namun arus bolak-balik lebih unggul karena lebih mudah diperoleh, lebih efisien, dan tidak terlalu berbahaya.

Menariknya, salah satu founding fathers Amerika Serikat Benjamin Franklin bukan hanya seorang politisi, tapi juga seorang ilmuwan. Dia melakukan penelitian ekstensif di bidang kelistrikan pada abad ke-18 dan menemukan penangkal petir.

Orang Yunani kuno percaya, bahwa sebagian besar ambar ditemukan di pesisir Laut Utara. Di sanalah Phaeton terlempar ke tanah karena tersambar petir. Mereka mungkin melihat hubungan antara petir dan sifat-sifat ambar.

Kamus Akademi Rusia, edisi 1794 Beginilah cara dia mendeskripsikan “listrik”: “Secara umum, ini berarti aksi suatu zat yang sangat cair dan tipis, sifat-sifatnya sangat berbeda dari semua benda cair yang diketahui; memiliki kemampuan untuk berkomunikasi dengan hampir semua benda, tetapi lebih banyak dengan benda lain, lebih sedikit dengan benda lain, bergerak dengan kecepatan luar biasa dan menghasilkan fenomena yang sangat aneh dengan gerakannya.”

Pada akhir tahun 30-an abad ke-18 anggota Akademi Paris Charles F. Dufay menulis: “Mungkin, pada akhirnya, akan mungkin untuk menemukan cara untuk menghasilkan listrik dalam skala besar dan, akibatnya, meningkatkan kekuatan api listrik, yang dalam banyak eksperimen ini sepertinya...memiliki sifat yang sama dengan kilat"

Di masa lalu, tempat petir ke dalam tanah menunjukkan kepada para perampok gundukan Scythian bahwa di sinilah harta karun dikuburkan. Jelas terlihat bahwa petir menyambar gundukan yang berisi “isian” logam.

Di Rus', tempat petir menyambar, dianggap yang terbaik untuk menggali sumur. Kemungkinan terjadinya penutupan perairan sangat tinggi!

Tak heran jika Luigi Galvani terkenal, bahkan bukan seorang fisikawan, pernah disebut penyihir. Dia membuat bangkai anak sapi, kucing, tikus dan katak bergerak! Sumber arus kimia—sel galvanik—dinamakan untuk menghormatinya.

Salah satu legenda tentang fisikawan besar Thomas Edison terkait dengan religiusitasnya, yang jarang dipertanyakan. Dan semua itu karena selama bertahun-tahun, Edison sering pergi ke gereja dekat rumahnya. Kesalahpahaman tersebut terungkap setelah suatu hari dia ditanya tentang kepercayaannya kepada Tuhan dan kunjungan berkalanya ke gereja lokal. Ternyata gereja tersebut berada tepat dalam perjalanan dari laboratorium menuju rumah Edison, dan dia sering pergi ke gereja pada malam yang sejuk hanya untuk menghangatkan diri di dalam ruangan.

Studi tentang listrik statis itu dimulai dengan bantuan alat sederhana: piringan logam, pena kaca, kucing, bantalan lilin, jari. Dengan “seperangkat alat” inilah Alessandro Volta yang terkenal bekerja.

Semasa kecil, Thomas Edison tidak menunjukkan bakat khusus apa pun, mempertimbangkan anak yang sulit. Setelah suatu hari seorang guru memanggilnya “idiot yang tidak punya otak,” ibunya mengeluarkannya dari sekolah, di mana dia hanya bisa belajar selama 3 bulan, dan memutuskan untuk mengajar Thomas sendiri. Pada saat yang sama, dia membacakan buku untuknya, salah satunya adalah: “ Panduan Cepat untuk sekolah di bidang sains dan filsafat eksperimental Richard Parker dan Kode Morse.

Mungkin salah satu rangkaian listrik pertama ada sirkuit listrik hidup yang terdiri dari 180 tentara Louis XV yang berpegangan tangan, yang bergidik karena pelepasan toples Leyden yang melewati mereka selama percobaan di istana raja.

Banyak satuan besaran fisis di bidang teknik elektro dinamai menurut nama ilmuwan. Namun yang menarik adalah hanya satu dari mereka, dan ini adalah Georg Ohm, yang dua kali dianugerahi penghargaan ini. Semua orang familiar dengan satuan pengukuran hambatan “Ohm”, namun ternyata di beberapa negara besaran fisika yang berbanding terbalik dengan hambatan - konduktivitas listrik - diukur dalam besaran yang disebut “Mo”.

Pada tahun 1827, seorang Jerman bernama Georg Ohm, yang kemudian mendapatkan ketenaran di seluruh dunia, tidak lulus ujian dan tidak diizinkan mengajar fisika di sekolah karena tingkat pengetahuan yang sangat rendah dan kurangnya kemampuan mengajar.

Menariknya, meluasnya penggunaan arus bolak-balik, diperoleh pada tahun 30-an abad ke-19, baru dimulai 70 tahun kemudian! Mereka bahkan berusaha melarang transmisi arus bolak-balik menggunakan saluran listrik bertegangan tinggi. Di antara “penentang arus bolak-balik” adalah Thomas Edison!

Tahukah Anda bahwa di beberapa wilayah Amerika Selatan dan Afrika ketika tidak ada listrik, Anda dapat melihat toples kaca tertutup berisi kunang-kunang di dalam rumah! “Lampu” seperti itu memberikan cahaya yang sangat terang!

Tidak semua orang tahu bahwa Thomas Edison, menjadi yang paling penemu terkenal, yang menerima 1.093 paten atas penemuannya di Amerika Serikat saja dan sekitar 3 ribu di negara lain, juga seorang pengusaha sukses yang selalu menggunakan moto dalam karyanya: “Jangan pernah menciptakan sesuatu yang tidak ada permintaannya.”

Para ilmuwan percaya bahwa kita semua dapat berulang kali mengamati pergerakan partikel dengan kecepatan setengah kecepatan cahaya melalui saluran berdiameter 1,27 cm. Hal ini terjadi setiap kali terjadi petir!

Fisikawan besar Thomas Edison seseorang pernah bertanya: apakah perlu memasang penangkal petir pada gereja yang sedang dibangun?
“Tentu saja,” jawabnya. - Bagaimanapun, Tuhan terkadang bisa begitu lalai.

Thomas Edison dikenal sebagai penemu terhebat di seluruh dunia. Dia memiliki 1.093 paten yang terdaftar, yang masih membuat kita takjub satu abad kemudian. Tapi masalahnya tidak semua penemuan adalah miliknya pribadi. Beberapa penemuan Edison adalah milik teknik tanpa tanda jasanya - dan sebagian besar miliknya penemuan terkenal lampu listrik bahkan tidak dibuat di laboratoriumnya. Empat dekade sebelum Edison lahir, ilmuwan Inggris Sir Humphrey Davy menemukan penerangan busur (menggunakan filamen karbon). Selama bertahun-tahun, para peneliti telah menyempurnakan penemuan Davey. Ada satu masalah: tidak ada pemutakhiran yang terbakar selama lebih dari 12 jam (karena putusnya filamen). Pencapaian Edison adalah ia memilih benang yang tepat dan dapat menyala selama berhari-hari. Dia melakukannya dengan sangat baik penemuan penting, tapi bukan pionir.

Arah pergerakan arus listrik

Jika suatu rangkaian listrik dibuat dari sumber arus, konsumen energi dan kabel-kabel yang menghubungkannya, dan ditutup, maka arus listrik akan mengalir melalui rangkaian tersebut. Masuk akal untuk bertanya: “Ke arah mana?” Buku teks landasan teori teknik elektro memberikan jawabannya: “Pada rangkaian luar, arus mengalir dari sumber energi plus ke minus, dan di dalam sumber dari minus ke plus.”
Apakah ini benar? Ingatlah bahwa arus listrik adalah pergerakan teratur partikel bermuatan listrik. Ini dalam konduktor logam adalah partikel bermuatan negatif - elektron. Tetapi elektron di sirkuit luar bergerak dengan cara yang berlawanan: dari sumber minus ke plus. Hal ini dapat dibuktikan dengan sangat sederhana. Cukup dengan menempatkan lampu elektronik - dioda - di sirkuit di atas. Jika anoda lampu bermuatan positif maka akan ada arus pada rangkaian, tetapi jika bermuatan negatif maka tidak akan ada arus. Ingatlah bahwa muatan yang tidak sejenis akan tarik-menarik, dan muatan yang sejenis akan tolak-menolak. Oleh karena itu, anoda positif menarik elektron negatif, tetapi tidak sebaliknya. Mari kita simpulkan bahwa arah arus listrik dalam ilmu teknik elektro dianggap berlawanan dengan pergerakan elektron.
Pemilihan arah yang berlawanan dengan yang sudah ada tidak bisa disebut apa-apa selain paradoks, namun penyebab kesenjangan tersebut dapat dijelaskan jika kita menelusuri sejarah perkembangan teknik elektro sebagai suatu ilmu.
Diantara sekian banyak teori, bahkan terkadang bersifat anekdot, mencoba menjelaskan fenomena kelistrikan, yang muncul pada awal mula ilmu kelistrikan, kita akan fokus pada dua hal utama.
Ilmuwan Amerika B. Franklin mengemukakan apa yang disebut teori kesatuan listrik, yang menyatakan bahwa materi listrik adalah sejenis cairan tak berbobot yang dapat mengalir dari suatu benda dan terakumulasi di benda lain. Menurut Franklin, cairan listrik terdapat di semua benda, dan menjadi teraliri listrik hanya jika terdapat kekurangan atau kelebihan cairan listrik di dalamnya. Kekurangan cairan berarti elektrifikasi negatif, kelebihan berarti positif. Beginilah konsep positif dan muatan negatif. Ketika benda bermuatan positif bergabung dengan benda negatif, cairan listrik (fluida) berpindah dari benda tersebut jumlah yang meningkat cairan ke tubuh dengan jumlah yang berkurang. Seperti pada kapal yang berkomunikasi. Dengan hipotesis yang sama, konsep pergerakan muatan listrik – arus listrik – masuk ke dalam ilmu pengetahuan.
Hipotesis Franklin ternyata benar gelar tertinggi membuahkan hasil dan mengantisipasi teori konduktivitas elektronik. Namun, ternyata teori tersebut jauh dari sempurna. Faktanya adalah ilmuwan Perancis Dufay menemukan bahwa ada dua jenis listrik, yang masing-masing secara terpisah mematuhi teori Franklin, saling menetralkan jika bersentuhan. Alasan munculnya teori dualistik baru tentang kelistrikan, yang dikemukakan oleh Simmer berdasarkan eksperimen Dufay, sederhana saja. Tampaknya mengherankan, selama beberapa dekade percobaan dengan listrik, tidak ada yang memperhatikan bahwa ketika benda yang dialiri listrik digosok, tidak hanya benda yang digosok tersebut, tetapi juga benda yang digosok tersebut bermuatan. Jika tidak, hipotesis Simmer tidak akan muncul. Namun fakta kemunculannya memiliki keadilan sejarah tersendiri.
Teori dualistik diyakini bahwa benda dalam keadaan normal mengandung dua jenis cairan listrik dalam jumlah BERBEDA, yang saling menetralkan. Elektrifikasi dijelaskan oleh fakta bahwa rasio listrik positif dan negatif dalam benda berubah. Ini tidak terlalu jelas, tetapi fenomena kehidupan nyata perlu dijelaskan.
Kedua hipotesis tersebut berhasil menjelaskan fenomena dasar elektrostatis dan untuk waktu yang lama berkompetisi satu sama lain. Secara historis, teori dualistik mendahului teori ionik tentang konduktivitas gas dan larutan.
Penemuan kolom volta pada tahun 1799 dan penemuan selanjutnya dari fenomena elektrolisis memungkinkan untuk menarik kesimpulan bahwa selama elektrolisis cairan dan larutan di dalamnya, dua arah pergerakan muatan yang berlawanan diamati - positif dan negatif. Teori dualistik menang, karena selama penguraian, misalnya, air, terlihat jelas bahwa gelembung oksigen dilepaskan pada elektroda positif, dan gelembung hidrogen pada elektroda negatif. Namun, tidak semuanya berjalan lancar di sini. Ketika air terurai, jumlah gas yang dikeluarkan tidak sama. Jumlah hidrogen dua kali lebih banyak daripada oksigen. Hal ini membingungkan. Bagaimana anak sekolah saat ini dapat membantu para ilmuwan pada masa itu jika dia mengetahui bahwa dalam molekul air terdapat dua atom hidrogen per atom oksigen (H2O yang terkenal), tetapi ahli kimia belum membuat penemuan ini.
Demokrat revolusioner A.I. Herzen, lulusan Fakultas Fisika dan Matematika Universitas Moskow, menulis bahwa hipotesis ini tidak membantu, tetapi bahkan “menimbulkan kerugian yang sangat besar bagi siswa, memberi mereka kata-kata alih-alih konsep, membunuh pertanyaan di dalam diri mereka dengan kepuasan palsu. “Apa itu listrik?” - “Cairan tanpa bobot.” Bukankah lebih baik jika siswa tersebut menjawab: “Saya tidak tahu”?” Namun, Herzen salah. Memang, dalam terminologi modern, arus listrik MENGALIR dari sumber plus ke minus, dan tidak bergerak ke arah lain, dan kita sama sekali tidak kecewa dengan hal ini.
Ratusan ilmuwan negara yang berbeda melakukan ribuan percobaan dengan kolom volta, tetapi hanya dua puluh tahun kemudian ilmuwan Denmark Oersted menemukannya aksi magnetis arus listrik. Pada tahun 1820, pesannya diterbitkan bahwa konduktor pembawa arus mempengaruhi pembacaan jarum magnet. Setelah banyak percobaan, ia memberikan aturan yang dengannya seseorang dapat menentukan arah penyimpangan jarum magnet dari arus atau arus dari arah jarum magnet. “Kita akan menggunakan rumusnya: kutub yang menerima listrik negatif di atasnya akan dibelokkan ke timur.” Aturannya sangat kabur sehingga orang yang melek huruf modern tidak akan langsung mengetahui cara menggunakannya, tapi apa yang bisa kita katakan tentang waktu ketika konsep tersebut belum ditetapkan.
Oleh karena itu, Ampere, dalam sebuah karya yang dipresentasikan kepada Paris Academy of Sciences, pertama-tama memutuskan untuk mengambil salah satu arah arus sebagai yang utama, dan kemudian memberikan aturan yang dapat digunakan untuk menentukan pengaruh magnet terhadap arus. Kita membaca: “Karena saya harus terus-menerus membicarakan dua hal arah berlawanan, sepanjang kedua aliran listrik itu mengalir, maka untuk menghindari pengulangan yang tidak perlu, setelah kata ARAH ARUS LISTRIK, yang saya maksud selalu listrik POSITIF.” Ini adalah bagaimana aturan arah arus yang diterima secara umum diperkenalkan untuk pertama kalinya. Lagi pula, masih ada tujuh puluh tahun lagi sebelum ditemukannya elektron.
Arah arus menurut semua aturan menyiratkan pergerakan partikel bermuatan POSITIF.
Kanon ini kemudian diikuti oleh Maxwell, yang menemukan aturan “gabus” atau “gimlet” untuk menentukan arah medan magnet kumparan. Namun, pertanyaan tentang arah arus sebenarnya masih terbuka. Inilah yang ditulis Faraday: “Jika saya berbicara. dari mana arus itu berasal tempat yang positif ke arah negatif, maka hanya sesuai dengan kesepakatan tradisional, meskipun sampai batas tertentu diam-diam disepakati antara para ilmuwan dan memberi mereka sarana yang jelas dan pasti untuk menunjukkan arah kekuatan arus ini.
Setelah dibuka induksi elektromagnetik Faraday (induksi arus dalam suatu konduktor dalam medan magnet yang berubah) muncul kebutuhan untuk menentukan arah arus induksi. Aturan ini diberikan oleh fisikawan terkemuka Rusia E.H. Dikatakan: “Jika sebuah konduktor logam bergerak mendekati arus atau magnet, maka timbullah arus galvanik di dalamnya. Arah arus ini sedemikian rupa sehingga kawat yang diam akan mulai bergerak berlawanan dengan gerakan sebenarnya.” Artinya, aturan tersebut diringkas menjadi sesuatu seperti “mintalah nasihat dan lakukan yang sebaliknya.”
Aturan tersebut dikenal oleh para lulusan sekolah saat ini sebagai “aturan tangan kiri” dan “aturan tangan kanan” diusulkan dalam bentuk akhirnya oleh fisikawan Inggris Fleming dan berfungsi untuk MUDAH MEMORI fenomena fisik fisikawan, pelajar dan anak sekolah, dan tidak membodohi kepala mereka.
Aturan-aturan ini telah diterima secara luas dalam praktik dan buku teks fisika, dan setelah penemuan elektron, banyak hal yang harus diubah, dan tidak hanya di buku teks, jika arah arus yang sebenarnya ditunjukkan. Beginilah konvensi ini telah berlangsung selama lebih dari satu setengah abad. Pada awalnya hal ini tidak menimbulkan kesulitan, namun dengan ditemukannya tabung vakum (ironisnya, Fleming menemukan tabung radio pertama) dan meluasnya penggunaan semikonduktor, kesulitan mulai muncul. Oleh karena itu, fisikawan dan ahli elektronika lebih suka berbicara bukan tentang arah arus listrik, tetapi tentang arah pergerakan elektron, atau muatan. Namun teknik elektro masih beroperasi dengan definisi lama. Terkadang hal ini menyebabkan kebingungan. Penyesuaian dapat dilakukan, namun apakah hal ini akan menyebabkan ketidaknyamanan yang lebih besar dibandingkan dengan penyesuaian yang sudah ada?

Uji coba bola lampu
Pengenalan pencapaian ilmu pengetahuan dan teknologi ke dalam praktik sehari-hari sering kali menghadapi perlawanan sehingga para pendukung teknologi baru terkadang harus menggunakan bentuk persidangan dengan jaksa, pembela dan hakim untuk membuktikan keunggulan teknologi baru.
Anehnya, memang benar bahwa dengan bantuan tuntutan hukum, perlu untuk membuktikan kepada masyarakat umum manfaat nyata dari penerangan listrik.
Untuk tujuan ini pada bulan Maret 1879 parlemen Inggris membentuk sebuah komisi yang seharusnya mengakhiri rumor dan rumor konyol yang disebarkan oleh penentang perusahaan listrik - gas.
Komisi mempunyai kekuasaan yang besar: komisi mempunyai hak untuk memanggil semua saksi yang dianggap perlu, dan mempunyai hak yang sama dengan yang digunakan oleh pengadilan untuk memanggil mereka. Penyelidikan dilakukan dengan cara yang sama seperti penyelidikan yudisial. Terdakwa adalah listrik.
Saksi memberikan bukti mengenai properti dan tindakannya, dan stenograf mencatatnya. Anggota komisi menduduki kursi hakim. Tabel bukti diisi dengan berbagai macam peralatan listrik, yang eksperimennya segera dilakukan. Dindingnya ditutupi dengan gambar dan diagram.
Profesor kimia L. Playfair terpilih sebagai ketua pengadilan. Dengan ketat mengamati prosedur pengadilan, komisi “menginterogasi” saksi pembela - Tyndall, Thomson, Preece, Siemens, Cook dan lainnya.
Dalil-dalil saksi JPU adalah sebagai berikut. Menurut para seniman, lampu listrik“dingin dan tidak menunjukkan ekspresi apa pun.” Wanita-wanita Inggris menemukan bahwa hal itu memberikan “kematian tertentu pada wajah dan, terlebih lagi, menyulitkan dalam memilih pakaian, karena kostum yang diterangi oleh lampu listrik tampak berbeda dibandingkan dengan cahaya malam”.
Para pedagang di pasar Billingsset mengeluh bahwa “lampu listrik membuat ikan terlihat jelek, dan meminta untuk mematikan lampu yang telah mereka pasang.” Banyak yang mengeluh sakit pada mata dan lampu berkedip-kedip. Saksi pembela dengan sabar menjelaskan bahwa seseorang tidak boleh melihat ke arah lentera, tetapi ke objek yang disinari olehnya, bahwa melihat langsung ke matahari bahkan lebih menyakitkan, tetapi tidak ada yang menyalahkan hal ini. sinar matahari. Bahwa kematian pada wajah hanya diketahui “bila lampu gas bercampur dengan lampu listrik”. Bahwa “berkedip” busur pada lampu disebabkan oleh elektroda yang diproduksi dengan buruk. Dll. dll.
Dalam putusannya, komisi memutuskan bahwa penerangan listrik telah meninggalkan bidang eksperimen dan uji coba dan harus diberi kesempatan untuk bersaing dengan penerangan gas. Komisi tersebut melarang pengalihan penerangan listrik ke perusahaan gas, “karena tidak kompeten dalam bidang teknik kelistrikan.”
Dalam hal efisiensi, jalan di bidang teknik kelistrikan masih panjang - menuju penciptaan pembangkit listrik pusat, saluran listrik, dan switchgear.

Fakta menarik dari sejarah pembuatan dan pengoperasian meteran listrik

Penemuan terbesar abad kesembilan belas adalah penemuan “metode penemuan”. Pepatah matematikawan dan filsuf Inggris Alfred Nord Whitehead (1891-1947) ini dengan sempurna mencerminkan sejarah penciptaan meteran listrik, yang ditingkatkan dengan setiap penemuan baru berikutnya, berdasarkan pencapaian ilmiah dan merangsang pengembangan lebih lanjut.

Paruh pertama abad kesembilan belas membawa penemuan cemerlang di bidang elektromagnetisme. Pada tahun 1820, orang Perancis Andre-Marie Ampère (1775-1836) menemukan fenomena interaksi arus listrik. Pada tahun 1827, Georg Simon Ohm dari Jerman (1787-1854) menetapkan hubungan antara kekuatan arus dan tegangan pada konduktor. Pada tahun 1831, orang Inggris Michael Faraday (1791-1867) menemukan hukum induksi elektromagnetik, yang mendasari prinsip pengoperasian generator, motor dan transformator.

Tidak mengherankan jika pada saat yang tepat, penemuan-penemuan penting terjadi hampir bersamaan bagian yang berbeda cahaya. Otto Titus Blathy dari Hongaria, penemu meteran induksi dan salah satu penemu transformator, mengenang periode menarik ini pada tahun 1930, mengatakan: “Pada masa saya, sains itu mudah hutan hujan. Yang Anda butuhkan hanyalah kapak yang bagus, dan di mana pun Anda memukulnya, Anda bisa menebang pohon besar.”

Dengan ditemukannya dinamo (Anjos Jedlik pada tahun 1861, Werner von Siemens pada tahun 1867), pembangkitan listrik menjadi mungkin jumlah besar. Bidang pertama yang menggunakan listrik secara luas adalah penerangan. Namun ketika mereka mulai menjual listrik, harganya perlu ditentukan. Namun, tidak jelas unit mana yang harus menyimpan catatan tersebut dan prinsip pengukuran apa yang paling sesuai.

Meteran listrik pertama adalah meteran jam lampu Samuel Gardiner (AS), yang dipatenkan pada tahun 1872. Ini mengukur waktu selama listrik disuplai ke titik beban, dengan semua lampu yang terhubung ke meteran ini dikendalikan oleh satu saklar. Dengan munculnya bola lampu Edison, sirkuit penerangan bercabang mulai dipraktikkan, dan meteran seperti itu tidak lagi digunakan.

Meter elektrolitik

Thomas Alva Edison (1847-1931), yang pertama kali memperkenalkan jaringan distribusi penerangan listrik DC, berpendapat bahwa listrik harus dijual sebagai gas - kemudian digunakan secara luas untuk keperluan penerangan.

"Meteran listrik" Edison, yang dipatenkan pada tahun 1881, menggunakan efek elektrokimia arus. Itu berisi sel elektrolitik di mana pelat tembaga yang ditimbang dengan tepat ditempatkan pada awal periode perhitungan. Arus yang melewati elektrolit menyebabkan pengendapan tembaga. Di akhir periode perhitungan, pelat tembaga ditimbang kembali, dan selisih beratnya mencerminkan jumlah listrik yang melewatinya. Meteran ini dikalibrasi sehingga tagihan dapat dikeluarkan dalam kaki kubik gas.

Meteran seperti itu terus digunakan hingga akhir abad ke-19. Namun, alat ini mempunyai kelemahan besar: membaca pembacaannya sulit bagi perusahaan energi dan sama sekali tidak mungkin bagi konsumen. Edison kemudian menambahkan mekanisme penghitungan untuk memudahkan pembacaan meteran.

Ada meter elektrolitik lainnya, seperti meteran hidrogen dari perusahaan Jerman Siemens Shuckert dan meteran merkuri dari pabrik kaca Schott&Gen.Jena. Namun meteran elektrolitik hanya dapat mengukur ampere-jam dan tidak cocok untuk fluktuasi tegangan.

Penghitung pendulum

Prinsip desain meter lainnya yang mungkin dilakukan adalah menciptakan semacam gerakan—osilasi atau rotasi—sebanding dengan energi, yang pada gilirannya dapat memicu mekanisme penghitungan untuk menampilkan pembacaan meter.

Prinsip pengoperasian penghitung pendulum dijelaskan oleh orang Amerika William Edward Airton dan John Perry pada tahun 1881. Pada tahun 1884 di Jerman, tanpa menyadari penemuan mereka, Hermann Aron (1845-1902) merancang penghitung pendulum.

Model yang lebih canggih dari pencacah ini memiliki dua pendulum dengan kumparan di masing-masingnya dihubungkan ke sumber tegangan. Dua buah kumparan arus dengan belitan berlawanan ditempatkan di bawah pendulum. Karena interaksi kumparan, salah satu pendulum bergerak lebih lambat dan pendulum lainnya lebih cepat dibandingkan tanpa beban listrik. Perbedaan pukulan ini diteruskan ke mekanisme penghitungan penghitung. Pendulum berganti peran setiap menit untuk mengkompensasi perbedaan frekuensi osilasi asli. Pada saat yang sama jarum jam berhenti. Namun meteran tersebut mahal karena memiliki dua mekanisme jam, dan lambat laun digantikan oleh meteran motor. Pendulum meter dapat mengukur ampere-jam atau watt-jam, tetapi hanya dapat digunakan untuk jaringan arus searah.

Meteran motor

Alternatif lain untuk membuat meteran listrik adalah dengan menggunakan motor. Dalam meter seperti itu, torsi sebanding dengan beban dan diseimbangkan dengan torsi counter, sehingga kecepatan rotor sebanding dengan beban, sedangkan torsi berada dalam keadaan setimbang. Pada tahun 1889, Elihu Thomson dari Amerika (1853-1937) mengembangkan “Recording Wattmeter” untuk perusahaan General Electric.

Merupakan motor dengan armature tanpa inti logam, yang dihidupkan dengan tegangan listrik yang melewati kumparan dan resistor menggunakan komutator. Stator digerakkan oleh arus, dan oleh karena itu torsi sebanding dengan produk tegangan dan arus. Torsi pengereman disediakan oleh elektromagnet permanen, yang bekerja pada piringan aluminium yang dipasang pada jangkar. Meteran jenis ini digunakan terutama untuk arus searah. Kelemahan besar meteran listrik motor adalah kolektornya.

Penemuan transformator

Pada saat distribusi energi listrik baru saja dimulai, masih belum jelas sistem mana yang lebih efisien: sistem arus searah atau arus bolak-balik. Namun, satu kelemahan penting dari sistem arus searah segera menjadi jelas - tegangan tidak dapat diubah, dan oleh karena itu tidak mungkin membuat sistem yang lebih besar. Pada tahun 1884, orang Prancis Lucien Gaulard (1850-1888) dan orang Inggris John Dixon Gibbs menemukan "generator sekunder", pendahulu transformator modern. Dalam praktiknya, trafo dikembangkan dan dipatenkan untuk perusahaan Ganz pada tahun 1885 oleh tiga insinyur Hongaria - Karoly Cypernovsky, Otto TitutsBlati dan Miksa Deri. Pada tahun yang sama, Westinghouse membeli paten dari Gholar dan Gibson, dan William Stanley (1858-1916) memperbaiki desainnya. George Westinghouse (1846-1914) juga memperoleh paten Nikola Tesla untuk penggunaan arus bolak-balik. Hal ini memungkinkan untuk menggunakan sistem kelistrikan AC. Mulai abad ke-20, mereka secara bertahap menggantikan sistem DC.

Untuk menghitung listrik, hal itu perlu diselesaikan tugas baru– pengukuran listrik arus bolak-balik.

Meter induksi

Pada tahun 1885, Galileo Ferraris dari Italia (1847-1897) membuat penemuan penting bahwa dua medan arus bolak-balik yang tidak sefasa dapat menyebabkan rotor padat, seperti piringan atau silinder, berputar. Pada tahun 1888, terlepas dari dia, Nikola Tesla Kroasia-Amerika (1857-1943) juga menemukan medan listrik yang berputar. Shellenberger juga secara tidak sengaja menemukan efek medan berputar pada tahun 1888 dan mengembangkan meteran listrik untuk arus bolak-balik. Momen penangkal diciptakan oleh mekanisme sekrup. Meteran jenis ini tidak memiliki elemen tegangan untuk memperhitungkan faktor daya, sehingga tidak cocok digunakan dengan motor listrik. Penemuan ini menjadi dasar penciptaan motor induksi dan membuka jalan bagi penghitung induksi.

Pada tahun 1889, Otto Titutz Blati dari Hongaria (1860-1939), saat bekerja di pabrik Ganz di Budapest, Hongaria, mematenkan “Meter Listrik untuk Arus Bolak-balik” (Paten Jerman No. 52.793, Paten AS No. 423.210).

Sebagaimana dijelaskan dalam paten, "Meter ini pada dasarnya terdiri dari benda logam yang berputar, seperti cakram atau silinder, yang terkena dua medan magnet yang tidak sefase satu sama lain. Pergeseran fasa ini dihasilkan dari satu medan yang dihasilkan oleh medan magnet utama. arus, sementara medan lain terbentuk karena kumparan dengan induktansi diri yang tinggi, melangsir titik-titik rangkaian di mana energi yang dikonsumsi diukur. medan magnet tidak berpotongan di badan rotasi, seperti pada mekanisme Ferrari yang terkenal, tetapi melewati bagian-bagiannya yang berbeda, secara independen satu sama lain."

Dengan perangkat ini, Blati mampu mencapai pergeseran fasa internal hampir persis 90°, sehingga meteran menampilkan obrolan watt kurang lebih dengan benar. Meteran ini menggunakan elektromagnet pengereman untuk memberikan rentang pengukuran yang luas dan juga menyertakan register siklometri. Pada tahun yang sama, perusahaan Ganz mulai berproduksi. Penghitung pertama dipasang pada alas kayu, menghasilkan 240 putaran per menit, dan beratnya 23 kg. Pada tahun 1914, beratnya turun menjadi 2,6 kg. Pada tahun 1894, Oliver Blackburn Shellenberger (1860-1898) mengembangkan pengukur watt-jam tipe induksi untuk perusahaan Westinghouse. Di dalamnya terletak kumparan arus dan tegangan sisi yang berlawanan piringan, dan dua magnet permanen memperlambat pergerakan piringan ini. Penghitung ini juga besar dan berat, dengan berat 41 pon. Itu memiliki mekanisme penghitungan drum.

Pada tahun 1899, Ludwig Gutmann, yang bekerja di perusahaan Sangamo, mengembangkan pengukur watt-jam energi aktif AC tipe "A". Rotor terdiri dari silinder dengan slot spiral yang terletak di bidang kumparan tegangan dan arus. Sebuah cakram yang dipasang di bagian bawah silinder digunakan untuk pengereman magnet permanen. Penyesuaian faktor daya tidak disediakan.

Perbaikan lebih lanjut

Pada tahun-tahun berikutnya, banyak perbaikan dilakukan: mengurangi berat dan ukuran, memperluas jangkauan beban, mengkompensasi perubahan faktor beban, tegangan dan suhu, menghilangkan gesekan dengan mengganti bantalan dorong dengan bantalan bola, dan kemudian bantalan batu ganda dan magnet, dan memperpanjang umur operasi yang stabil dengan meningkatkan karakteristik kualitas elektromagnet rem dan penghilangan oli dari isopori dan mekanisme penghitungan. Pada abad berikutnya, meter induksi tiga fase telah dikembangkan menggunakan dua atau tiga sistem pengukuran yang dipasang pada satu, dua atau tiga disk.

Fungsionalitas baru Meteran induksi, juga dikenal sebagai meteran Ferrari, dan meteran berdasarkan prinsip meteran Blathy masih diproduksi dalam jumlah besar dan melakukan sebagian besar pekerjaan pengukuran energi, karena biayanya yang rendah dan catatan keandalan yang sangat baik.

Ketika listrik semakin meluas, konsep meteran listrik multi tarif dengan lokal atau kendali jarak jauh, meteran beban maksimum, meteran listrik prabayar dan Maxigraph.

Sistem kontrol denyut pertama dipatenkan pada tahun 1899 oleh orang Prancis Cesar René Lubery, dan ditingkatkan oleh banyak perusahaan: Compagniedes Compteurs (kemudian Schlumberger), Siemens, AEG ( AEG), Landis & Gyr, Zellweger dan Sauter dan BrownBoveri - hanya untuk sebutkan beberapa.

Pada tahun 1934, Landis & Gyr mengembangkan meteran Trivector, yang mengukur energi aktif dan reaktif serta konsumsi daya.

Meteran elektronik dan pembacaan jarak jauh

Periode luar biasa dalam pengembangan meteran awal telah berakhir. Seperti yang dikatakan Blaty, melanjutkan metaforanya: “Sekarang kamu berkeliaran selama berhari-hari tanpa tersandung semak pun.”

Teknologi elektronik tidak diterapkan dalam pengukuran energi sampai sirkuit terpadu analog dan digital pertama kali muncul pada tahun 1970-an. Hal ini dapat dengan mudah dipahami jika Anda memikirkan tentang konsumsi energi yang terbatas di rumah meteran listrik yang tertutup dan keandalan yang diharapkan. Teknologi baru telah diberikan dorongan baru untuk pengembangan meteran listrik. Pertama, penghitung stasioner presisi dikembangkan, terutama menggunakan prinsip perkalian pulsa waktu. Sel hall juga telah digunakan, terutama untuk meteran listrik komersial dan perumahan. Pada tahun 1980an dikembangkan meter hybrid yang terdiri dari meter induksi dan satuan tarif elektronik. Teknologi ini telah digunakan dalam waktu yang relatif singkat.

Pengukuran jarak jauh

Ide membaca meter dari jarak jauh sudah ada sejak tahun 1960-an. Awalnya, transmisi pulsa jarak jauh digunakan, namun lambat laun berbagai protokol dan sarana transmisi data mulai digunakan.

Saat ini, meteran dengan fungsionalitas tingkat lanjut didasarkan pada teknologi elektronik terkini, menggunakan pemrosesan sinyal digital, dan sebagian besar fungsi disediakan oleh perangkat lunak bawaan.

Standar dan akurasi pengukuran

Perlunya kerja sama yang erat antara produsen dan perusahaan energi telah disadari sejak dini. Standar pengukuran pertama, Kode Amerika C12 Institut Nasional Standar (ANSI) untuk mengukur listrik dikembangkan pada tahun 1910. Kata pengantarnya menyatakan: “Meskipun Kode Etik ini secara alami didasarkan pada prinsip-prinsip ilmiah dan teknis, kami selalu menyadari pentingnya sisi komersial dari pengukuran.”

Standar pengukuran pertama yang diketahui dari International Electrotechnical Commission (IEC), Edisi 43, dimulai pada tahun 1931.

Standar akurasi yang tinggi adalah ciri pembeda, yang telah ditetapkan dan terus dipertahankan oleh industri pengukuran. Sudah pada tahun 1914, prospektus menggambarkan meter dengan akurasi 1,5% dengan rentang pengukuran dari 10% atau kurang hingga 100% dari arus maksimum. Standar IEC 43:1931 menetapkan kelas akurasi 2.0. Tingkat akurasi ini masih dianggap memuaskan untuk sebagian besar meteran yang digunakan di perumahan saat ini, bahkan meteran stasioner.