Įdomūs faktai apie elektros energiją šiuolaikiniame pasaulyje. Įdomūs faktai apie elektrą

Elektra šiandien yra neatsiejama visuomenės dalis. Nors dauguma išsivysčiusių šalių žmonių yra susirūpinę dėl pinigų sutaupymo už elektros sąskaitas, daugelis besivystančių šalių dirba, kaip pagaminti pakankamai energijos šalies piliečiams. Savo skaitytojams surinkome įdomių faktų apie elektros energiją.

1. Namų šeimininkių patogumui 20 proc

Tipiškų JAV namų ūkių oro kondicionavimui sunaudojamos energijos kiekis sudaro maždaug 20% ​​šalies suvartojamos elektros energijos.

2. Padarė ką nors gero – išsisuko

Brazilijoje yra kalėjimų, kuriuose kaliniai leidžia važiuoti dviračio pedalu, taip generuojant energiją aplinkiniams kaimams. Už tai jiems siūloma sutrumpinti laisvės atėmimo bausmę.

3. Pinigai už šiukšles, šiukšlės perdirbimui, šiluminė energija į elektrą

Švedija taip gerai perdirba, kad ši šalis dažnai importuoja atliekas iš Norvegijos savo energiją gaminančioms perdirbimo gamykloms.

4. Itaipu hidroelektrinė

Beveik ketvirtadalis Brazilijos elektros pagaminama vienoje elektrinėje.

5. Šveicarijoje viskas švaru

Daugiau nei pusę visos energijos Šveicarijoje pagamina hidroelektrinės, o likusią dalį – hidroelektrinės atominės elektrinės. Dėl to šalies energetikos pramonė beveik neišskiria CO2 emisijų.

6. Siurblinės-akumuliacinės elektrinės

Siurblinės akumuliacinės elektrinės leidžia kaupti žaliąją energiją ilgus laikotarpius laiko. Iš pradžių vanduo tiekiamas į konstrukcijos viršų, o tekėdamas žemyn sukasi turbinos mentes, generuodamas elektrą, kurios dalis vėl panaudojama vandeniui pumpuoti aukštyn.

7. Titaniko inžinieriai

Nė vienas iš „Titaniko“ inžinierių nepabėgo. Jie visi nukrito kartu su laivu, nes iki paskutinio buvo užsiėmę elektros energijos generavimu laive.

8. Arbatos pertraukėlė JK

Dinorwig jėgainė Jungtinėje Karalystėje turi vienintelį tikslą – suteikti papildomos energijos per filmų reklamos pertraukas, kai visi šalies gyventojai įsijungia elektrinius virdulius arbatos ruošimui.

9. Už branduolinę energiją švaresnė yra tik vėjo ir vandens energija

Gamyboje branduolinė energija CO2 lygis yra mažesnis nei gaminamas naudojant saulės ir geoterminę energiją. Tik vėjo ir vandens energija švaresnė.

10. Geoterminės stotys Islandijoje

Islandija visą savo energiją gamina iš atsinaujinančių šaltinių. Hidroelektriniai aprūpina maždaug du trečdalius energijos poreikio, o likusią dalį gamina geoterminės elektrinės.

Maždaug pusė JAV branduolinės energijos gaunama iš senų sovietinių branduolinių galvučių.

12. Vandens energetika Norvegijoje

Norvegija 99% energijos gauna iš hidroelektrinių. Tai daugiau nei bet kuri kita šalis Žemėje.

13. Vėjas, tu esi stiprus vėjas...

14. Rover Curiosity

„Curiosity“ roveris buvo varomas branduolinis generatorius, kuris vos buvo pakankamai galingas (pavyzdžiui) pasukti lubų ventiliatorių.

15. Skysto torio fluorido reaktoriai

Skysto torio fluorido reaktoriai galėtų patenkinti visą pasaulio metinį energijos poreikį, naudojant tik apie 7000 tonų torio.

16. Branduolinė Prancūzija

Prancūzija pagamina tiek atominės energijos, kad ją eksportuoja.

17. Nacionalizuota elektra

1963 metais Kvebekas nacionalizavo elektros energiją. Dėl to 96% Kvebeko energijos dabar pagaminama iš hidroelektrinių. Kanados provincijoje taip pat yra pigiausių kainų žemyne.

18. Knyga – žinios, žinios – jėga, žinių galia – srovė kaime

William Kamkwamba yra Malavio paauglys, kuris bibliotekos knygoje skaitė, kaip pastatyti vėjo malūną. Tada jis padarė vėjo malūną ir aprūpino savo kaimą elektra.

19. Drąsus ir kvailas

Aštuntajame dešimtmetyje Rusija savo pakrantėje pastatė daugybę branduolinių švyturių. Šiuo metu trūksta dviejų generatorių.

20. „Pasaulio baterija“ pakaktų tik 10 minučių

Švedijos „rūdos traukiniai“ pagamina 5 daugiau elektros energijos, nei iš tikrųjų sunaudoja judėjimui. Nepanaudota energija naudojama aplinkiniams miestams maitinti.

25. Saulė, dykumos ir žmonija

Vos per 6 valandas Žemės dykumos iš Saulės sugeria daugiau energijos, nei sunaudoja visa žmonija per metus.

Elektra šiandien yra neatsiejama visuomenės dalis. Nors dauguma išsivysčiusių šalių žmonių nerimauja dėl to, kaip sutaupyti pinigų už elektros sąskaitas, daugelis besivystančių šalių stengiasi pagaminti pakankamai energijos savo piliečiams. Savo skaitytojams surinkome įdomių faktų apie elektros energiją.

1. Namų šeimininkių patogumui 20 proc

2. Padarė ką nors gero – išsisuko

3. Pinigai už šiukšles, šiukšlės perdirbimui, šiluminė energija prie elektros

4. Itaipu hidroelektrinė

5. Šveicarijoje viskas švaru

6. Siurblinės-akumuliacinės elektrinės

7. Titaniko inžinieriai

8. Arbatos pertraukėlė JK

9. Už branduolinę energiją švaresnė yra tik vėjo ir vandens energija

10. Geoterminės stotys Islandijoje

11. Sovietinės branduolinės galvutės

12. Vandens energetika Norvegijoje

Teritorijoje Sverdlovsko sritis, Nevyansko miesto centre yra vienas iš Uralo-Nevjansko pasvirusio bokšto lankytinų vietų. Bokšte daug metalo: durų ir langų rėmai išlieti iš ketaus, grindys ir balkonai iškloti ketaus plokštėmis. Bokšto viduje yra metalinis karkasas, kurio išėjimo taškai tvirtinami prie sienų ketaus poveržlėmis karkasas įžemintas. Nevyansko bokštą vainikuoja varpinė su senoviniais varpais, o ant paties stogo yra 40 centimetrų rutulys su smaigaliais – pirmasis pasaulyje žaibolaidis (žaibolaidis – įrenginys, kuris priima žaibo smūgį ir nuleidžia srovę į žemė), sumontuotas XVIII pradžia amžiaus – keletą dešimtmečių iki to laiko, kai jį išrado Benjaminas Franklinas.

Žaibas ir lobis

Senovės graikai tikėjo, kad daugiausia gintaro galima rasti pakrantėje Šiaurės jūra, nors mes ten niekada nebuvome. Remiantis mitais, būtent Šiaurės jūros pakrantėje saulės dievo Helios Faetono sūnų trenkė į jį trenkęs žaibas, jie, matyt, įžvelgė ryšį tarp žaibo ir gintaro savybių generuoti statinę elektrą.

Žaibo iškrovos į žemę rodė lobių ieškotojams, kad čia buvo užkasti lobiai. Aišku, kad žaibas trenkia į piliakalnius, kuriuose yra didelis skaičius metalo

Rusijoje vieta, kur trenkė žaibas, buvo laikoma geriausia šulinio klojimui. Natūralu, kad vanduo pritraukia elektrą. Todėl netoliese esančio vandens tikimybė buvo labai didelė! Tačiau su tuo susijęs klausimas – ar patogu tokioje vietoje gyventi šeimininkams, kaip jie susieis su elektros, žaibo ir magnetizmo deriniu.

Žmonės ir elektra

Liudviko XV dvare buvo atlikti eksperimentai su elektra ir magnetizmu, kurių metu mažiausiai 180 kareivių buvo patalpinti į aikštę susikibę rankomis ir per juos buvo leidžiama iškrova iš Leydeno stiklainio (Leyden jar buvo pirmasis elektros kondensatorius, išrado olandų mokslininkas Pieteris van Musschenbroeckas ir jo mokinys Kuhneusas 1745 metais Leidene. Leideno stiklainio išradimas paskatino tirti elektros energiją, ypač jos sklidimo greitį ir kai kurių medžiagų elektrai laidžius savybes metalai ir vanduo (išskyrus distiliuotą vandenį) buvo geriausi laidininkai Leydeno stiklainio dėka pirmą kartą pavyko gauti elektros kibirkštį.

Visas kiemas su dideliu smalsumu stebėjo „didžiulį virpėjimą“ nuo srovės pratekėjimo per tokį improvizuotą elektros grandinė.

Greitis elektros srovė beveik lygus šviesos greičiui. 1746 m., kai tai dar nebuvo žinoma, prancūzų kunigas ir fizikas Jeanas Antoine'as Nollet norėjo eksperimentiškai išmatuoti srovės greitį. Į daugiau nei pusantro kilometro ilgio ratą jis sudėjo 200 vienuolių, sujungtų vienas su kitu geležiniais laidais, o tada į šią grandinę iškrovė prieš metus išrastą Leydeno stiklainių bateriją. Visi vienuoliai į srovę sureagavo akimirksniu, kas tuo Nolle įtikino didelė vertė norimą vertę.

Amerikos kalėjimų istorijoje yra du atvejai, kai kaltinamiesiems mirties bausmė buvo pakeista į įkalinimą iki gyvos galvos, tačiau jie vis tiek buvo nutrenkti elektra. 1989 metais Michaelas Andersonas Godwinas surengė sau elektrinė kėdė, sėdėdamas ant metalinio klozeto kameroje remontuodamas televizorių. Trumpasis jungimas įvyko jam perpjovus laidus. 1997 metais panašus incidentas nutiko ir Lawrence'ui Bakeriui – jis taip pat sėdėjo ant metalinio klozeto žiūrėdamas televizorių su savadarbėmis ausinėmis.

Magnetizmas ir statinė elektra

Statinė elektra ir magnetizmas buvo pradėti tirti naudojant patį paprasčiausią prietaisą – metalinį diską su stikline rankena, vaško pagalvėlę, katiną ir pirštą. Būtent su šiuo įrankių rinkiniu dirbo Aleksandras Voltas.

Daugelis elektrotechnikos fizikinių dydžių vienetų pavadinti elektros ir magnetizmo tyrinėjimų mokslininkų vardu. Tačiau tik vienas iš jų, turintis tik dvi raides savo pavardėje, šia garbe buvo įvertintas du kartus. Tai vokietis Georg Ohm. Visi žinome varžos matavimo vienetą „Ohm“, tačiau tikriausiai mažai žmonių prisimena, kad fizikinis dydis, atvirkštinis varžai - „elektros laidumas“ - matuojamas dydžiais, vadinamais „mo“.

Dėl viso to 1827 m. Georgas Ohmas neišlaikė egzamino ir jam nebuvo leista mokykloje dėstyti fizikos ir magnetizmo pagrindų dėl labai žemas lygisžinios ir visiškas nebuvimas pedagoginius gebėjimus.

Luigi Galvani kadaise buvo vadinamas magu, nes jis privertė pajudėti veršelių, pelių, kačių ir varlių lavonus! Ir būtent jo garbei cheminiai srovės šaltiniai pavadinti – galvaniniais elementais.

Pirmoji 4 voltų baterija buvo rasta Egipte ir susideda iš vario cilindro ir jame įtaisyto geležinio strypo. Į cilindrą buvo pilamas skystis, tačiau strypas nelietė indo sienelių.

Gyvūnai ir elektra

Ar žinojote, kad kai kuriose Afrikos ir Pietų Amerikos vietose, kur namuose vis dar nėra elektros, namai apšviečiami naudojant ugniagesius. Jie dedami į uždarytus stiklinius indelius! Tuo pačiu metu stiklainiai, užpildyti ugniagesiais, skleidžia gana ryškią šviesą!

Elektrinis ungurys iš Amazonės sukelia daugiau nei 500 voltų smūgius. Vietiniai Prieš gaudydami, jie į upę varo karvių bandą, kad unguriai joms skirtų visą savo energiją.

Ant aukštos įtampos elektros linijos sėdintis paukštis nenukenčia nuo srovės, nes jo kūnas prastas srovės laidininkas. Vietose, kur paukščio letenos liečia laidą, a lygiagretus ryšys, o kadangi laidas daug geriau praleidžia elektrą, per patį paukštį teka labai maža srovė, kuri negali pakenkti. Tačiau kai tik paukštis ant laido paliečia kitą įžemintą objektą, pavyzdžiui, metalinę atramos dalį, jis iš karto žūva, nes tada oro pasipriešinimas yra per didelis, palyginti su kūno varža, ir teka visa srovė. per paukštį.

Gymnotiiformes būrio žuvyse (jūrinių rajų žuvų būrys, gyvenantis Pietų Amerikos gėlo vandens telkiniuose, turintis pailgus kūnus ir plaukiantis analinio peleko pagalba. Šios naktinės žuvys gali sukurti elektrinį lauką navigacijai ir bendravimui. ), patinai skelbia savo pranašumą elektriniu signalu, kurio dažnis yra didesnis nei konkurentai, kurio dažnis leidžia be kovos atpažinti dominuojantį patiną.

Paukštis nemiršta, nes per jo kūną teka nereikšminga srovė. Tačiau kai tik ji paliečia kokį nors įžemintą objektą (pavyzdžiui, metalinę atramą), atsiradusi įtampa ją akimirksniu nužudys.

2) Daugelis gyvūnų gali gaminti elektros energiją. Pavyzdžiui, elektriniai unguriai savigynos ar medžioklės tikslais gali generuoti iki 500 V įtampos elektros srovę. Todėl kai kurių Amazonės rajonų gyventojai, juos medžiodami, nuo elektros smūgių pirmiausia saugosi. ungurių „iškrovimas“ karvių bandos pagalba.

3) Gymnotiiformes būrio (Pietų Amerika) žuvys nustato dominuojantį patiną pagal didžiausią elektros signalo dažnį.

4) Žmogaus kūnas, ypač širdies raumenys, gali generuoti elektros energiją. Dėl šios priežasties elektrokardiograma leidžia išmatuoti širdies plakimo ritmą. 5) Liudviko XV teisme buvo pastatyta pirmoji elektros grandinė. Ji buvo „gyva“, nes eksperimento metu per 180 kareivių kūnus buvo išleista iškrova, gauta naudojant Leyden stiklainį.

6) XIX amžiaus pabaigoje tarp nuolatinių ir išradėjų AC T. Edisonas ir N. Tesla užsidegė tikras karas. Buvo bandoma teisiškai atmesti galimybę perduoti kintamąją srovę naudojant elektros linijas. Tačiau, kaip žinoma, vėliau pirmenybė buvo teikiama kintamajai srovei.

7) 1874 metais Rusijoje buvo bandoma sumažinti elektros kainą ją transportuojant, tam panaudojant geležinkelio bėgius. Inžinierius F. Pirotskis vieną iš bėgių panaudojo kaip priekinį, o antrąjį – kaip grįžtamąjį. Idėja šiuo pagrindu sukurti miesto transportą pasirodė nesaugi pėstiesiems ir buvo pritaikyta daug vėliau šiuolaikiniame metro.

8) Žaibui pataikius į žmogų, ant jo kūno susidaro specialus raštas, vadinamas Lichtenbergo figūra.

9) Pačioje elektros reiškinių tyrimo pradžioje, neturėdami specialių instrumentų, mokslininkai buvo priversti aukoti savo sveikatą vardan mokslo. V. Petrovas, pirmą kartą pateikęs mokslinį reiškinio aprašymą elektros lankas Nupjaunu viršutinį odos sluoksnį ant pirštų, kad geriau jausčiau silpnas sroves.

Elektrinis gydymas turi savo istoriją. Pirmieji apie tai pagalvojo romėnai, kurie uždėjo elektrinį ungurį pacientams, kenčiantiems nuo galvos skausmo. Jie sako, kad po to arba viskas praėjo, arba pacientas nebeprisipažino, kad jam skauda galvą.

Jungtinėse Valstijose viename iš Livermoro miesto (Kalifornija) ugniagesių departamentų yra seniausia pasaulyje lemputė. Tai 4 vatų lempa pačių pagamintas, žinomas kaip „Šimtmečio lempa“. Jis nuolat degė daugiau nei 100 metų, nuo 1901 m. Jo ilgaamžiškumo paslaptis ta, kad lemputė beveik niekada nebuvo išjungta. Toks neįprastai ilgas tarnavimo laikas ne tik pavertė lempą vietiniu orientyru, bet ir leido užimti vietą Gineso rekordų knygoje kaip seniausia veikianti lempa pasaulyje.

Šimtametė turi savo svetainę www.centennialbulb.org, kurioje, be kita ko, per internetinę kamerą galima stebėti jos darbą (nuotraukos daromos kas 10 sekundžių). Tiksli dataŠios lempos įrengimas nežinomas, bet greičiausiai tai įvyko 1901 metų birželio viduryje. Nuo tada viename iš ugniagesių visą parą veikia 4 W lemputė, atliekanti įrangos techninio apšvietimo funkciją. Vienintelį kartą lemputė nustojo veikti 22 minutes 1976 m., kai dėl priežasčių priešgaisrinė sauga ji buvo perkelta į kitą įstaigą. Pervežimas vyko lydimas policijos ir ugniagesių palydos, vadovaujant ugniagesių kapitonui.

Norėdami suprasti šios lemputės ilgaamžiškumo reiškinį, turite jį suprasti techninės specifikacijos. Jį pagamino ShelbyElectricCo. Remiantis pagrindinio T. Edisono konkurento Adolphe'o A. Chaillet brėžiniais. Stiklo korpusas buvo pūstas rankomis, o kaitinamasis elementas buvo anglies siūlas. Dažna priežastis ilgalaikį ir be rūpesčių tokių lempų veikimą paaiškino JAV karinio jūrų laivyno akademijos Anapolyje fizikos profesorė Debora Katz. išsamus tyrimas senovinės Shelby elektros lemputės.

„Livermore Lamp fenomeną galima paaiškinti tuo, kad senovės kaitrinės lemputės turėjo dvi esminių skirtumų iš šiuolaikinių analogų. Pirma, juose esantis siūlas buvo aštuonis kartus storesnis nei dabar, antra, medžiaga jo gamybai buvo puslaidininkis, greičiausiai anglies pagrindu. Tai labai svarbus skirtumas: Kai šiuolaikinė kaitinamoji ritė perkaista, ji nustoja laidi elektrą, o Shelby lemputės veikė geriau, kuo karščiau. Taigi objektyvi prielaida, kad lemputė gyvuotų Livermoro miesto gaisrinėje Nr. 6, buvo jos nepertraukiamas veikimas ir įjungimo-išjungimo ciklų nebuvimas. Tačiau šis faktas jokiu būdu nesumenkina mažo stebuklo – lempos, išgyvenusios antrą šimtą metų.

Išradėjas Tomas Edisonas devintajame dešimtmetyje jis dirbo su Amerikos miestų elektrifikavimo sistemomis, tačiau negalėjo perduoti nuolatinės srovės toliau nei keli blokai. Jo konkurentas George'as Westinghouse'as pasiekė didelę sėkmę naudodamas kintamąją srovę, tačiau Edisonas padarė viską, kad užkirstų kelią jos plitimui, vadindamas ją žudikia srove. Tuo pačiu metu speciali komisija ieškojo „humaniškiausio“ vykdymo įrenginio, o Edisonas rekomendavo Westinghouse kintamosios srovės mašiną. Taip jis prisidėjo prie elektrinės kėdės išradimo.

Pietų Amerikos elektriniai ungurių generatoriai gali generuoti iki 1200 voltų įtampą esant 1,2 A srovei. To pakaktų šešioms šimtų vatų lemputėms uždegti.

Įtampa žaibo viduje- apie 100 000 000 voltų vienam metrui.

Pirma baterija Egipte buvo rasta 4 voltų įtampa, kurią sudarė varinis cilindras ir jame įtaisytas geležinis strypas. Į cilindrą buvo pilamas skystis, tačiau strypas nelietė indo sienelių

Elektriniai unguriai gali duoti apie 500 voltų elektros šoką savigynai ir medžioklės metu.

Didžiausias energijos šaltinis pasaulyje elektrinėms tai yra anglis. Degdamos anglys katilinėse krosnyse šildo vandenį, o kylantys garai suka generatorių turbinas.

Groja elektra svarbus vaidmuožmonių sveikatai. Širdies raumenų ląstelės susitraukia ir gamina elektros energiją. Elektrokardiograma (EKG) matuoja širdies ritmą per šiuos impulsus.

1880-aisiais vyko „srovių karas“ tarp Thomaso Edisono (kuris išrado nuolatinę srovę) ir Nikola Tesla (kuris atrado kintamąją srovę). Abu norėjo, kad jų sistemos būtų plačiai naudojamos, tačiau kintamoji srovė laimėjo, nes ją buvo lengviau gauti, ji buvo efektyvesnė ir mažiau pavojinga.

Įdomu tai, kad vienas iš JAV įkūrėjų Benjaminas Franklinas buvo ne tik politikas, bet ir mokslininkas. XVIII amžiuje jis atliko išsamius elektros tyrimus ir išrado žaibolaidį.

Senovės graikai tikėjo, kad daugiausia gintaro randama Šiaurės jūros pakrantėje. Būtent ten Faetoną žaibas numetė ant žemės. Tikriausiai jie įžvelgė ryšį tarp žaibo ir gintaro savybių.

Rusų akademijos žodynas, 1794 m. leidimas Taip jis kažkada apibūdino „elektrą“: „Apskritai tai reiškia labai skystos ir plonos medžiagos veikimą, kurios savybės labai skiriasi nuo visų žinomų skystų kūnų; geba bendrauti su beveik visais kūnais, bet su kitais daugiau, su kitais mažiau, juda didžiuliu greičiu ir savo judėjimu sukelia labai keistus reiškinius.

XVIII amžiaus 30-ųjų pabaigoje Paryžiaus akademijos narys Charlesas F. Dufay'us rašė: „Galbūt galiausiai pavyks rasti būdą generuoti elektrą dideliu mastu ir, atitinkamai, padidinti elektros ugnies galią, kuri daugelyje šių eksperimentų atrodo ... yra tokios pat prigimties kaip žaibas "

Senais laikais žaibo vietaį žemę skitų piliakalnių plėšikams nurodė, kad būtent čia užkasti lobiai. Akivaizdu, kad žaibas trenkia į piliakalnius, kuriuose yra metalo „užpildo“.

Rusijoje, vieta, kur trenkė žaibas, buvo laikomas geriausiu šuliniui kasti. Arti vandens tikimybė buvo labai didelė!

Nenuostabu, kad garsusis Luigi Galvani, net ne fizikas, kažkada buvo vadinamas burtininku. Jis privertė pajudėti veršelių, kačių, pelių ir varlių lavonus! Cheminės srovės šaltiniai – galvaniniai elementai – pavadinti jo garbei.

Viena iš legendų apie didįjį fiziką Thomasą Edisoną siejamas su jo religingumu, kuriuo buvo retai abejojama. Ir viskas todėl, kad bėgant metams Edisonas dažnai eidavo į bažnyčią netoli savo namų. Nesusipratimas paaiškėjo po to, kai vieną dieną jis buvo paklaustas apie jo tikėjimą Dievu ir periodiškus apsilankymus vietinėje bažnyčioje. Paaiškėjo, kad bažnyčia buvo pakeliui iš laboratorijos į Edisono namus, o jis dažnai vėsiais vakarais eidavo į bažnyčią tiesiog sušilti patalpoje.

Statinės elektros tyrimas Jis prasidėjo nuo paprasto prietaiso: metalinio disko, stiklinio rašiklio, katės, vaško pagalvėlės, piršto. Būtent su šiuo „įrankių rinkiniu“ dirbo garsusis Alessandro Volta.

Vaikystėje Thomas Edisonas neparodė jokių ypatingų talentų, atsižvelgiant į sunkus vaikas. Po vienos dienos mokytoja jį pavadino „idiotu be smegenų“, mama išvedė jį iš mokyklos, kur jis galėjo mokytis tik 3 mėnesius, ir nusprendė pati mokyti Tomą. Tuo pačiu metu ji skaitė jam knygas, iš kurių viena buvo: „ Trumpas vadovas mokykloms mokslo ir eksperimentinė filosofija Richardas Parkeris ir Morzės kodas.

Turbūt viena pirmųjų elektros grandinių buvo gyva elektros grandinė, sudaryta iš 180 Liudviko XV kareivių, susikibusių rankomis, kurie drebėjo nuo pro juos tekančio Leydeno stiklainio iškrovos per eksperimentą karaliaus dvare.

Daug fizinių dydžių vienetų elektros inžinerijoje yra pavadinti mokslininkų vardais. Tačiau įdomu tai, kad tik vienas iš jų, tai buvo Georgas Ohmas, buvo apdovanotas šia garbe du kartus. Visi žino pasipriešinimo matavimo vienetą „Ohm“, tačiau paaiškėja, kad kai kuriose šalyse fizikinis dydis, atvirkštinis varžai - elektros laidumas - matuojamas dydžiais, vadinamais „Mo“.

1827 metais vokietis, vardu Georgas Ohmas, kuris vėliau pelnė pasaulinę šlovę, neišlaikė egzamino ir dėl itin žemo žinių lygio bei mokymo gebėjimų stokos jam nebuvo leista dėstyti fizikos mokykloje.

Įdomu tai, kad plačiai naudojama kintamoji srovė, gauti dar 19 amžiaus 30-aisiais, jie prasidėjo tik po 70 metų! Jie netgi bandė uždrausti kintamos srovės perdavimą naudojant aukštos įtampos elektros linijas. Tarp „kintamosios srovės priešininkų“ buvo Thomas Edisonas!

Ar žinojote, kad kai kuriose Pietų Amerikos ir Afrikos srityse kur nebuvo elektros, namo viduje matėsi uždarytus stiklinius stiklainius, pripildytus ugniagesių! Tokios „lempos“ suteikė pavydėtinai ryškią šviesą!

Ne visi žino, kad Thomas Edisonas, yra labiausiai garsus išradėjas, gavęs 1093 išradimų patentus vien JAV ir apie 3 tūkstančius kitose šalyse, taip pat buvo sėkmingas verslininkas, savo darbe nuolat naudojęs šūkį: „Niekada nesugalvok to, kam nėra paklausos“.

Mokslininkai mano kad visi galėtume pakartotinai stebėti dalelių judėjimą per pusę šviesos greičio per 1.27 cm skersmens kanalą Taip nutinka kiekvieną kartą žaibuojant!

Didysis fizikas Tomas Edisonas kažkada kažkas paklausė: ar reikia įrengti žaibolaidį ant statomos bažnyčios?
- Žinoma, - atsakė jis. – Juk Dievas kartais gali būti toks nedėmesingas.

Thomas Edisonas yra žinomas kaip didžiausias išradėjas visame pasaulyje. Jis turėjo 1093 užregistruotus patentus, kurie ir praėjus šimtmečiui mus vis dar stebina. Bet reikalas tas, kad ne visi išradimai priklauso jam asmeniškai. Kai kurie Edisono atradimai priklauso jo negiedotoms technikoms – ir daugumai garsus išradimas elektros šviesa jo laboratorijoje net nebuvo pagaminta. Likus keturiems dešimtmečiams iki Edisono gimimo, anglų mokslininkas seras Humphrey Davy išrado lankinį apšvietimą (naudojant anglies siūlą). Bėgant metams mokslininkai patobulino Davey atradimą. Iškilo viena problema: nė vienas atnaujinimas nedegė ilgiau nei 12 valandų (dėl kaitinamojo siūlelio lūžio). Edisono pasiekimas buvo tai, kad jis pasirinko tinkamą siūlą, kuris gali degti daugelį dienų. Jis padarė labai svarbus atradimas, bet nebuvo pradininkas.

Elektros srovės judėjimo kryptis

Jei iš srovės šaltinio, energijos vartotojo ir juos jungiančių laidų padarysite elektros grandinę ir uždarysite, tada per šią grandinę tekės elektros srovė. Tikslinga paklausti: „Kuo kryptimi? Elektrotechnikos teorinių pagrindų vadovėlis pateikia atsakymą: „Išorinėje grandinėje srovė teka iš energijos šaltinio pliuso į minusą, o šaltinio viduje iš minuso į pliusą“.
Ar tai tiesa? Prisiminkime, kad elektros srovė yra tvarkingas elektriškai įkrautų dalelių judėjimas. Šios metaliniuose laidininkuose yra neigiamo krūvio dalelės – elektronai. Tačiau elektronai išorinėje grandinėje juda kaip tik priešingai: nuo šaltinio minuso iki pliuso. Tai galima įrodyti labai paprastai. Pakanka į aukščiau pateiktą grandinę įdėti elektroninę lempą - diodą. Jei lempos anodas įkrautas teigiamai, tada grandinėje bus srovė, o jei ji yra neigiamai įkrauta, srovės nebus. Prisiminkite, kad skirtingai nei krūviai traukia, o panašūs – atstumia. Todėl teigiamas anodas pritraukia neigiamus elektronus, bet ne atvirkščiai. Darykime išvadą, kad elektros srovės kryptis elektrotechnikos moksle laikoma elektronų judėjimui PRIEŠINGA kryptimi.
Priešingos esamai krypties pasirinkimas negali būti vadinamas kitaip, kaip paradoksaliu, tačiau tokio neatitikimo priežastis galima paaiškinti, jei atseksime elektrotechnikos kaip mokslo raidos istoriją.
Tarp daugybės teorijų, kartais net anekdotinių, bandančių paaiškinti elektriniai reiškiniai, pasirodžiusį elektros mokslo aušroje, sutelksime dėmesį į du pagrindinius.
Amerikiečių mokslininkas B. Franklinas iškėlė vadinamąją unitarinę elektros teoriją, pagal kurią elektrinė medžiaga yra savotiškas nesvarus skystis, galintis tekėti iš vienų kūnų, o kauptis kituose. Pasak Franklino, elektrinio skysčio yra visuose kūnuose ir jis įsielektrina tik tada, kai juose trūksta arba atsiranda jo perteklius. Skysčio trūkumas reiškia neigiamą elektrifikaciją, o perteklius - teigiamą. Taip pozityvaus ir neigiamas krūvis. Kai teigiamai įkrauti kūnai jungiasi su neigiamais, elektrinis skystis (skystis) juda iš kūno padidintas kiekis skysčių į kūnus su sumažintu kiekiu. Kaip ir susisiekimo induose. Su ta pačia hipoteze į mokslą pateko elektros krūvių judėjimo – elektros srovės – samprata.
Franklino hipotezė pasirodė tokia aukščiausias laipsnis vaisingas ir numatęs elektroninę laidumo teoriją. Tačiau ji pasirodė esanti toli gražu nepriekaištinga. Faktas yra tas, kad prancūzų mokslininkas Dufay atrado, kad yra dviejų tipų elektra, kurios, kiekviena atskirai paklusdami Franklino teorijai, kontaktuodami neutralizuoja viena kitą. Naujos dualistinės elektros teorijos atsiradimo priežastis, kurią Simmer pateikė remdamasis Dufay eksperimentais, buvo paprasta. Kad ir kaip beatrodytų stebėtina, per ilgus dešimtmečius trukusių eksperimentų su elektra niekas nepastebėjo, kad trinant elektrifikuotus kūnus įkraunamas ne tik trintas, bet ir besitrinantis korpusas. Priešingu atveju Simmerio hipotezė tiesiog nebūtų pasirodžiusi. Tačiau tai, kad jis pasirodė, turi savo istorinį teisingumą.
Dualistinė teorija tikėjo, kad įprastoje būsenoje kūnai turi SKIRTINGAIS kiekiais dviejų tipų elektrinių skysčių, neutralizuojančių vienas kitą. Elektrifikacija buvo aiškinama tuo, kad pasikeitė teigiamos ir neigiamos elektros santykis kūnuose. Nelabai aišku, bet reikėjo kažkaip paaiškinti realaus gyvenimo reiškinius.
Abi hipotezės sėkmingai paaiškino pagrindinius elektrostatinius reiškinius ir ilgą laiką varžėsi tarpusavyje. Istoriškai dualistinė teorija numatė joninę dujų ir tirpalų laidumo teoriją.
Išradimas voltinė kolona 1799 m. ir vėlesnis elektrolizės reiškinio atradimas leido padaryti išvadą, kad elektrolizės metu skysčiams ir juose esantiems tirpalams stebimos dvi priešingos krūvių judėjimo kryptys – teigiama ir neigiama. Dualistinė teorija triumfavo, nes skaidant, pavyzdžiui, vandenį, buvo aiškiai matyti, kad ant teigiamo elektrodo išsiskiria deguonies burbuliukai, o ant neigiamo elektrodo – vandenilio burbuliukai. Tačiau ir čia ne viskas buvo sklandžiai. Skilus vandeniui išsiskyrusių dujų kiekis nebuvo vienodas. Vandenilio buvo dvigubai daugiau nei deguonies. Tai glumino. Kaip bet kuris dabartinis moksleivis galėtų padėti to meto mokslininkams, jei žinotų, kad vandens molekulėje deguonies atome yra du vandenilio atomai (garsusis H2O), tačiau chemikai šio atradimo dar nepadarė.
Revoliucinis demokratas A.I. Herzenas, baigęs Maskvos universiteto Fizikos ir matematikos fakultetą, rašė, kad šios hipotezės ne padeda, o netgi „daro siaubingą žalą studentams, suteikdamos jiems žodžius, o ne sąvokas, užmušdamos juose esantį klausimą su klaidingu pasitenkinimu. "Kas yra elektra?" - „nesvarus skystis“. Ar nebūtų geriau, jei studentas atsakytų: „Nežinau“? Vis dėlto Herzenas klydo. Iš tiesų, šiuolaikine terminija, elektros srovė TEKA nuo šaltinio pliuso iki minuso ir jokiu kitu būdu nejuda, ir mūsų tai visai nenuliūdina.
Šimtai mokslininkų skirtingos šalys atliko tūkstančius eksperimentų su voltine kolona, ​​tačiau tik po dvidešimties metų danų mokslininkas Oerstedas atrado magnetinis veiksmas elektros srovė. 1820 m. buvo paskelbtas jo pranešimas, kad srovės laidininkas veikia magnetinės adatos rodmenis. Po daugybės eksperimentų jis pateikia taisyklę, pagal kurią galima nustatyti magnetinės adatos nukrypimo nuo srovės kryptį arba srovę nuo magnetinės adatos krypties. "Naudosime formulę: stulpas, kuris mato neigiamą elektros energiją, patenkančią virš savęs, yra nukreiptas į rytus." Taisyklė tokia neapibrėžta, kad šiuolaikinis raštingas žmogus ne iš karto supras, kaip ja naudotis, bet ką jau kalbėti apie laiką, kai sąvokos dar nėra nusistovėjusios.
Todėl Amperas savo darbe, pristatytame Paryžiaus mokslų akademijai, pirmiausia nusprendžia vieną iš srovių krypčių laikyti pagrindine, o tada pateikia taisyklę, pagal kurią galima nustatyti magnetų poveikį srovėms. Skaitome: „Kadangi turėčiau nuolat kalbėti apie du priešingomis kryptimis, kuriuo teka ir elektra, tuomet, kad būtų išvengta bereikalingo pasikartojimo, po žodžių ELEKTROS SROVĖS KRYPTIS visada turėsiu galvoje TEIGIAMOSIOS elektros. Taip pirmą kartą buvo įvesta dabar visuotinai priimta srovės krypties taisyklė. Juk iki elektrono atradimo dar buvo likę daugiau nei septyniasdešimt metų.
Srovės kryptis visose taisyklėse reiškė TEIGIAMI įkrautų dalelių judėjimą.
Vėliau šio kanono laikėsi Maksvelas, sugalvojęs „kamštienos“ arba „įvarčio“ taisyklę ritės magnetinio lauko krypčiai nustatyti. Tačiau tikrosios srovės krypties klausimas liko atviras. Štai ką Faradėjus rašė: „Jei aš kalbu. kad srovė ateina iš teigiama vietaį neigiamą, tada tik pagal tradicinį, nors tam tikru mastu tylų susitarimą, sudarytą tarp mokslininkų ir suteikiant jiems nuolatines aiškias ir apibrėžtas priemones, rodančias šios srovės jėgų kryptį.
Atidarius elektromagnetinė indukcija Faradėjus (srovės indukcija laidininke kintančiame magnetiniame lauke) atsirado poreikis nustatyti indukuojamos srovės kryptį. Šią taisyklę pateikė puikus rusų fizikas E.H. Jame rašoma: „Jei metalinis laidininkas juda šalia srovės ar magneto, jame atsiranda galvaninė srovė. Šios srovės kryptis yra tokia, kad ramybės būsenoje esantis laidas pradėtų judėti nuo jo, priešingai nei tikrasis judėjimas. Tai reiškia, kad taisyklė susiveda į kažką panašaus į „klausk patarimo ir daryk priešingai“.
Taisyklės, kurias dabartiniai mokyklą baigę žmonės žino kaip „kairiosios rankos taisyklę“ ir „taisyklę dešine ranka“ galutinę formą pasiūlė anglų fizikas Flemingas ir jie padeda LENGVAI ĮSIMINTI fizinis reiškinys fizikams, studentams ir moksleiviams, o ne tam, kad suklaidintume savo galvas.
Šios taisyklės tapo plačiai priimtos praktikoje ir fizikos vadovėliuose, o atradus elektroną tektų daug ką keisti ir ne tik vadovėliuose, jei būtų nurodyta tikroji srovės kryptis. Taip šis suvažiavimas gyvuoja daugiau nei pusantro šimtmečio. Iš pradžių tai nesukėlė sunkumų, tačiau išradus vakuuminį vamzdį (ironiška, Flemingas išrado pirmąjį radijo vamzdį) ir plačiai panaudojus puslaidininkius, pradėjo kilti sunkumų. Todėl fizikai ir elektronikos specialistai mieliau kalba ne apie elektros srovės, o apie elektronų judėjimo, arba krūvių, kryptis. Tačiau elektrotechnika vis dar veikia pagal senus apibrėžimus. Kartais tai sukelia painiavą. Galima būtų koreguoti, bet ar tai sukeltų daugiau nepatogumų nei esami?

Lemputės bandymas
Mokslo ir technologijų pasiekimų diegimas į kasdienę praktiką dažnai susidurdavo su tokia priešprieša, kad naujovės šalininkams kartais tekdavo pasitelkti teismo procesą su prokurorais, gynėjais ir teisėjais, kad įrodytų naujosios technologijos pranašumus.
Keista, bet tiesa, kad teismo pagalba teko plačiajai visuomenei įrodyti iš pažiūros akivaizdžius elektros apšvietimo privalumus.
Tam tikslui 1879 m. kovo mėn Anglijos parlamentasįsteigė komisiją, kuri turėjo padaryti tašką elektros oponentų – dujų įmonių – skleidžiamiems gandams ir juokingiems gandams.
Komisija turėjo didelius įgaliojimus: ji turėjo teisę iškviesti visus, jos manymu, būtinus liudytojus, ir remdamasi tomis pačiomis teisėmis, kuriomis juos šaukia teismas. Apklausa buvo atlikta taip pat kaip teisminis tyrimas. Atsakovas buvo elektra.
Liudytojai davė parodymus dėl jo savybių ir veiksmų, stenografai juos užfiksavo. Teisėjo vietas užėmė komisijos nariai. Įrodymų lentelė buvo užpildyta įvairiais elektros prietaisai, su kuriuo buvo nedelsiant atlikti eksperimentai. Sienos buvo padengtos brėžiniais ir schemomis.
Teismo pirmininku išrinktas chemijos profesorius L. Playfair. Griežtai laikydamasi teismo proceso, komisija „apklausė“ gynybos liudytojus – Tyndall, Thomson, Preece, Siemens, Cook ir kitus.
Kaltinimo liudytojų argumentai buvo tokie. Pasak menininkų, elektros šviesa„šaltas ir mažai išraiškingas“. Anglų ponios pastebėjo, kad tai „suteikia tam tikram riebumui veidui ir, be to, apsunkino drabužių pasirinkimą, nes elektros šviesos apšviesti kostiumai atrodė kitaip nei vakaro šviesoje“.
Prekeiviai Billingsseto turguje skundėsi, kad „dėl elektros lemputės žuvys atrodo blogai, ir paprašė pašalinti jų įrengtą apšvietimą“. Daugelis skundėsi skausmu akyse ir mirgančiomis šviesomis. Gynybos liudininkai kantriai aiškino, kad reikia žiūrėti ne į žibintus, o į jais apšviečiamus objektus, kad žiūrėti tiesiai į saulę dar skaudžiau, bet niekas to nekaltina. saulės šviesa. Kad veido apmirimas pastebimas tik „kai dujų šviesa sumaišoma su elektros šviesa“. Kad lempos lanko „mirksėjimą“ sukelia prastai pagaminti elektrodai. ir kt. ir tt
Savo verdikte komisija nusprendė, kad elektros šviesa paliko eksperimentų ir bandymų lauką ir jai turėtų būti suteikta galimybė konkuruoti su dujiniu apšvietimu. Komisija uždraudė perduoti elektros apšvietimą dujų įmonėms, „kaip nekompetentingoms elektrotechnikos klausimais“.
Kalbant apie efektyvumą, elektrotechnika dar turėjo nueiti ilgą kelią - centrinių elektrinių, elektros linijų ir skirstomųjų įrenginių kūrimo link.

Įdomūs faktai iš elektros skaitiklio sukūrimo ir veikimo istorijos

Didžiausias XIX amžiaus išradimas buvo „išradimo metodo“ išradimas. Šis anglų matematiko ir filosofo Alfredo Nordo Whiteheado (1891-1947) aforizmas puikiai atspindi elektros skaitiklio sukūrimo istoriją, kuri buvo tobulinama su kiekvienu nauju išradimu, kuris seka vienas po kito, remiantis mokslo pasiekimai ir skatina tolesnį vystymąsi.

Pirmoji XIX amžiaus pusė atnešė puikių atradimų elektromagnetizmo srityje. 1820 metais prancūzas Andre-Marie Ampère'as (1775-1836) atrado elektros srovių sąveikos reiškinį. 1827 metais vokietis Georgas Simonas Ohmas (1787-1854) nustatė ryšį tarp srovės stiprio ir įtampos laiduose. 1831 metais anglas Michaelas Faradėjus (1791-1867) atrado elektromagnetinės indukcijos dėsnį, kuriuo grindžiamas generatorių, variklių ir transformatorių veikimo principas.

Nenuostabu, kad atėjus laikui pagrindiniai išradimai atliekami beveik vienu metu skirtingos dalys Sveta. Vengras Otto Titus Blathy, indukcinio skaitiklio išradėjas ir vienas iš transformatoriaus išradėjų, prisimindamas šį įdomų laikotarpį 1930 m., sakė: „Mano laikais tai buvo lengva lietaus miškas. Viskas, ko jums reikėjo, buvo geras kirvis, ir kur jis trenks, galite nukirsti didžiulį medį.

Išradus dinamą (Anjos Jedlik 1861 m., Werner von Siemens 1867 m.), atsirado galimybė gaminti elektrą m. dideli kiekiai. Pirmoji plačiai paplitusi elektros energijos naudojimo sritis buvo apšvietimas. Tačiau pradėjus prekiauti elektra, reikėjo nustatyti kainą. Tačiau buvo neaišku, kokiais vienetais turėtų būti vedami įrašai ir kokie matavimo principai būtų patogiausi.

Pirmasis elektrinis skaitiklis buvo Samuelio Gardinerio (JAV) lempos valandų skaitiklis, patentuotas 1872 m. Jis matavo laiką, per kurį elektra buvo tiekiama į apkrovos tašką, o visos prie šio skaitiklio prijungtos lempos valdomos vienu jungikliu. Atsiradus Edisono lemputei, pradėtos praktikuoti išsišakojusios apšvietimo grandinės, todėl toks matuoklis nebenaudojamas.

Elektrolitiniai skaitikliai

Thomas Alva Edison (1847-1931), kuris pristatė pirmuosius elektros apšvietimo skirstomuosius tinklus DC, teigė, kad elektra turėtų būti parduodama kaip dujos – tada plačiai naudojama apšvietimui.

Edisono „elektrinis skaitiklis“, patentuotas 1881 m., naudojo elektrocheminį srovės poveikį. Jame buvo elektrolitinis elementas, į kurį skaičiavimo laikotarpio pradžioje buvo įdėta tiksliai pasverta varinė plokštė. Srovė, einanti per elektrolitą, sukėlė vario nusėdimą. Skaičiavimo laikotarpio pabaigoje varinė plokštė buvo dar kartą pasverta, o svorio skirtumas atspindėjo per ją pratekėjusią elektros energiją. Šis skaitiklis buvo sukalibruotas taip, kad sąskaitas būtų galima išrašyti kubinėmis dujų pėdomis.

Tokie skaitikliai buvo naudojami iki XIX amžiaus pabaigos. Tačiau jie turėjo didelį trūkumą: elektros įmonei buvo sunku perskaityti rodmenis, o vartotojui – visiškai neįmanoma. Vėliau Edisonas pridėjo skaičiavimo mechanizmą, kad būtų lengviau nuskaityti skaitiklį.

Buvo ir kitų elektrolitinių skaitiklių, pavyzdžiui, Vokietijos kompanijos Siemens Shuckert vandenilio skaitiklis ir Schott&Gen.Jena stiklo gamyklos gyvsidabrio matuoklis, tačiau elektrolitiniai skaitikliai galėjo matuoti tik ampervalandes ir nebuvo tinkami įtampos svyravimams.

Švytuokliniai skaitikliai

Kitas galimas skaitiklių projektavimo principas buvo sukurti tam tikrą judesį – svyravimą ar sukimąsi – proporcingą energijai, o tai savo ruožtu galėtų suaktyvinti skaičiavimo mechanizmą, rodantį skaitiklio rodmenis.

Švytuoklės skaitiklio veikimo principą aprašė amerikiečiai Williamas Edwardas Airtonas ir Johnas Perry 1881 m. 1884 m. Vokietijoje, nežinodamas apie jų išradimą, Hermanas Aronas (1845-1902) sukūrė švytuoklinį skaitiklį.

Pažangesnis šio skaitiklio modelis turėjo dvi švytuokles su ritėmis, kiekviena prijungta prie įtampos šaltinio. Po švytuoklėmis buvo dedamos dvi srovės ritės su priešingomis apvijomis. Dėl ričių sąveikos viena iš švytuoklių judėjo lėčiau, o kita greičiau nei be elektros apkrovos. Šis taktų skirtumas buvo perduotas skaitiklio skaičiavimo mechanizmui. Švytuoklės keitė vaidmenis kiekvieną minutę, kad kompensuotų pradinio virpesių dažnio skirtumą. Tą pačią akimirką susuko laikrodžio mechanizmas. Tačiau tokie skaitikliai buvo brangūs, nes juose buvo du laikrodžio mechanizmai, o juos palaipsniui pakeitė motoriniai skaitikliai. Švytuoklinis matuoklis galėjo matuoti ampervalandes arba vatvalandes, bet gali būti naudojamas tik nuolatinės srovės tinklams.

Variklio matuokliai

Kita alternatyva sukurti elektros skaitiklį buvo naudoti variklį. Tokiuose matuokliuose sukimo momentas yra proporcingas apkrovai ir yra subalansuotas priešpriešinio sukimo momento, todėl rotoriaus greitis yra proporcingas apkrovai, o sukimo momentai yra pusiausvyroje. 1889 m. amerikietis Elihu Thomson (1853–1937) sukūrė savo „Įrašomą vatmetrą“ bendrovei „General Electric“.

Tai buvo variklis su armatūra be metalinės šerdies, kuris buvo paleidžiamas elektros įtampai einant per ritę ir rezistorių naudojant komutatorių. Statorius buvo varomas srovės, todėl sukimo momentas buvo proporcingas įtampos ir srovės sandaugai. Stabdymo momentą suteikė nuolatinis elektromagnetas, kuris veikė prie armatūros pritvirtintą aliuminio diską. Šio tipo skaitikliai pirmiausia buvo naudojami nuolatinei srovei. Didelis variklinių elektros skaitiklių trūkumas buvo kolektorius.

Transformatorių išradimas

Tuo metu, kai tik buvo pradėta skirstyti elektros energiją, dar buvo neaišku, kurios sistemos bus efektyvesnės: nuolatinės ar kintamosios srovės sistemos. Tačiau netruko išryškėti vienas svarbus nuolatinės srovės sistemų trūkumas – nebuvo galima keisti įtampos, todėl nebuvo įmanoma sukurti didesnių sistemų. 1884 m. prancūzas Lucienas Golardas (1850–1888) ir anglas Johnas Dixonas Gibbsas išrado „antrinį generatorių“, šiuolaikinio transformatoriaus pirmtaką. Praktiškai transformatorių 1885 metais Ganz kompanijai sukūrė ir užpatentavo trys vengrų inžinieriai – Karoly Cypernovsky, Otto TitutsBlati ir Miksa Deri. Tais pačiais metais Westinghouse nupirko patentą iš Gholar ir Gibson, o Williamas Stanley (1858-1916) patobulino dizainą. George'as Westinghouse'as (1846-1914) taip pat įsigijo Nikola Tesla patentus dėl kintamosios srovės naudojimo. Tai leido naudoti kintamosios srovės elektros sistemas. Nuo XX amžiaus jie palaipsniui pakeitė nuolatinės srovės sistemas.

Norint atsiskaityti už elektrą, reikėjo išspręsti nauja užduotis– kintamosios srovės elektros matavimas.

Indukciniai skaitikliai

1885 m. italas Galileo Ferraris (1847–1897) padarė svarbų atradimą, kad du nefaziniai kintamosios srovės laukai gali priversti kietą rotorių, pavyzdžiui, diską ar cilindrą, suktis. 1888 m., nepriklausomai nuo jo, kroatų kilmės amerikietis Nikola Tesla (1857-1943) taip pat atrado besisukantį elektrinį lauką. Shellenbergeris taip pat atsitiktinai atrado besisukančių laukų poveikį 1888 m. ir sukūrė elektros skaitiklį kintamajai srovei. Priešpriešinis momentas buvo sukurtas varžto mechanizmu. Šio tipo skaitiklyje trūko įtampos elemento, kad būtų galima atsižvelgti į galios koeficientą, todėl jis nebuvo tinkamas naudoti su elektros varikliais. Šie atradimai buvo asinchroninių variklių kūrimo pagrindas ir atvėrė kelią indukciniams skaitikliams.

1889 m. vengras Otto Titutz Blati (1860-1939), dirbdamas Ganz gamykloje Budapešte, Vengrijoje, užpatentavo savo "Elektros skaitiklį kintamosioms srovėms" (Vokietijos patentas Nr. 52 793, JAV patentas Nr. 423 210).

Kaip aprašyta patente, „Šis matuoklis iš esmės susideda iš metalinio besisukančio korpuso, pvz., disko arba cilindro, kurį veikia du vienas su kitu nefaziniai magnetiniai laukai. Šis fazės poslinkis atsiranda dėl vieno lauko, kurį sukuria pagrindinis srovė, o kitas laukas susidaro dėl didelės saviindukcijos ritės, manevruojančios tuos grandinės taškus, tarp kurių matuojama sunaudota energija. magnetiniai laukai nesikerta sukimosi korpuse, kaip gerai žinomame „Ferrari“ mechanizme, o praeina pro skirtingas jo dalis, nepriklausomai viena nuo kitos“.

Su šiuo įrenginiu Blati sugebėjo pasiekti vidinį fazės poslinkį beveik lygiai 90°, todėl skaitiklis vatų pokalbius rodydavo daugmaž teisingai. Matuoklis naudojo stabdymo elektromagnetą, kad būtų užtikrintas platus matavimo diapazonas, taip pat buvo ciklometrinis registras. Tais pačiais metais bendrovė „Ganz“ pradėjo gamybą. Pirmieji skaitikliai buvo sumontuoti ant medinio pagrindo, darydami 240 apsisukimų per minutę ir svėrė 23 kg. Iki 1914 metų svoris nukrito iki 2,6 kg. 1894 m. Oliveris Blackburn Shellenberger (1860-1898) sukūrė indukcinį vatvalandžių skaitiklį Westinghouse kompanijai. Jame buvo srovės ir įtampos ritės priešingos pusės disko, o du nuolatiniai magnetai sulėtino šio disko judėjimą. Šis skaitiklis taip pat buvo didelis ir sunkus, sveriantis 41 svarą. Jame buvo būgnų skaičiavimo mechanizmas.

1899 m. Ludwigas Gutmannas, dirbdamas Sangamo, sukūrė „A“ tipo kintamosios srovės aktyviosios energijos vatvalandį. Rotorius susideda iš cilindro su spiraliniu lizdu, esančiu įtampos ir srovės ritių laukuose. Stabdymui buvo naudojamas diskas, pritvirtintas prie cilindro dugno nuolatinis magnetas. Galios koeficiento koregavimas nebuvo pateiktas.

Tolesni patobulinimai

Vėlesniais metais buvo atlikta daug patobulinimų: sumažintas svoris ir dydis, išplėstas apkrovos diapazonas, kompensuojamas apkrovos faktoriaus, įtempių ir temperatūros pokytis, pašalinta trintis, pakeičiant traukos guolius rutuliniais, o tada dvigubi akmeniniai ir magnetiniai guoliai ir prailginant gyvenimą stabilus veikimas tobulinant kokybės charakteristikas stabdžių elektromagnetai ir alyvos pašalinimas iš izoporos ir skaičiavimo mechanizmas. Iki kito šimtmečio trifaziai indukciniai skaitikliai buvo sukurti naudojant dvi ar tris matavimo sistemas, sumontuotas ant vieno, dviejų ar trijų diskų.

Naujas funkcionalumas Indukciniai skaitikliai, taip pat žinomi kaip Ferraris skaitikliai, ir skaitikliai, pagrįsti Blathy skaitiklio principais, vis dar gaminami dideliais kiekiais ir atlieka didžiąją dalį energijos apskaitos darbų dėl savo mažų sąnaudų ir puikaus patikimumo.

Vis labiau plintant elektrai, atsirado kelių tarifų elektros skaitiklio koncepcija su vietiniu ar nuotolinio valdymo pulteliu, didžiausios apkrovos matuoklis, išankstinio apmokėjimo elektros skaitiklis ir Maxigraph.

Pirmąją pulsacijos valdymo sistemą 1899 metais užpatentavo prancūzas Cesar René Lubery, o ją patobulino daugelis kompanijų: Compagniedes Compteurs (vėliau Schlumberger), Siemens, AEG (AEG), Landis & Gyr, Zellweger ir Sauter bei BrownBoveri. įvardink keletą.

1934 m. Landis & Gyr sukūrė Trivector matuoklį, kuris matuoja aktyviąją ir reaktyviąją energiją bei energijos suvartojimą.

Elektroniniai skaitikliai ir nuotolinis nuskaitymas

Įspūdingas pradinio skaitiklio kūrimo laikotarpis baigėsi. Kaip sakė Blaty, tęsdamas savo metaforą: „Dabar tu vaikščioji ištisas dienas, net neužkliūdamas į krūmą“.

Elektroninės technologijos nepateko į energijos apskaitą, kol aštuntajame dešimtmetyje pasirodė pirmosios analoginės ir skaitmeninės integrinės grandinės. Tai galima lengvai suprasti, jei pagalvosite apie ribotas energijos sąnaudas uždarame elektros skaitiklio korpuse ir numatomą patikimumą. Naujos technologijos davė naujas postūmis elektros skaitiklių kūrimui. Pirmiausia buvo sukurti tikslūs stacionarūs skaitikliai, daugiausia naudojant laiko ir impulsų daugybos principą. Taip pat buvo naudojami salės elementai, daugiausia komerciniams ir gyvenamiesiems elektros skaitikliams. Devintajame dešimtmetyje buvo sukurti hibridiniai skaitikliai, susidedantys iš indukcinių skaitiklių ir elektroninių tarifų vienetų. Ši technologija buvo naudojama palyginti trumpą laiką.

Nuotoliniai matavimai

Skaitiklių nuotolinio nuskaitymo idėja kilo septintajame dešimtmetyje. Iš pradžių buvo naudojamas nuotolinis impulsų perdavimas, tačiau palaipsniui vietoj jo pradėti naudoti įvairūs protokolai ir duomenų perdavimo priemonės.

Šiuo metu skaitikliai su pažangiomis funkcijomis yra pagrįsti naujausiomis elektroninėmis technologijomis, naudojant skaitmeninį signalų apdorojimą, o daugumą funkcijų užtikrina įmontuota programinė įranga.

Matavimo standartai ir tikslumas

Glaudaus gamintojų ir energetikos įmonių bendradarbiavimo poreikis buvo pripažintas palyginti anksti. Pirmasis matavimo standartas, Amerikos kodas C12 Nacionalinis institutas Standartai (ANSI) elektros energijos matavimui buvo sukurti dar 1910 m. Jo pratarmėje teigiama: „Nors šis kodeksas yra natūraliai pagrįstas moksliniais ir techniniais principais, mes visada žinojome apie didelę komercinės matavimo pusės svarbą“.

Pirmasis žinomas Tarptautinės elektrotechnikos komisijos (IEC) matavimo standartas, 43 leidimas, datuojamas 1931 m.

Aukštas tikslumo standartas yra skiriamoji savybė, kurią matavimo pramonė sukūrė ir toliau palaiko. Jau 1914 m. prospektuose buvo aprašyti skaitikliai, kurių tikslumas yra 1,5%, kurių matavimo diapazonas yra nuo 10% ar mažiau iki 100% didžiausios srovės. IEC 43:1931 standartas nurodo 2.0 tikslumo klasę. Toks tikslumo lygis vis dar laikomas patenkinamu daugeliui gyvenamosiose patalpose naudojamų skaitiklių, net ir stacionarių skaitiklių.