Архив за → Август, 2010


Ампер — единица электрического тока, получившая название по имени основателя электродинамики А.-М. Ампера, принята на парижском I Международном конгрессе электриков в 1881 г.

В современной редакции ампер — это сила постоянного тока, который, приходя по двум параллельным прямолинейным проводам бесконечной длины и ничтожно малого сечения, рас­положенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вы­зывал бы между ними силу взаимодействия, равную 2 ? 10″ 7 Н на каждый метр длины.

Реальные эталоны силы тока создают­ся по принципу измерения силы притяжения двух стандарт­ных катушек с помощью специальных токовых весов.

I=U/R

Продолжение

Если отбросить витиеватость высказываний, свойственную началу XIX в., то суть мыслей Ампера можно свести к следую­щему. Магнитная стрелка отклоняется под воздействием то­ка, протекающего через проводник. Значит, проводник обра­зует магнитное поле. Два проводника с токами должны вза­имодействовать подобно магнитам. Множество проводников с токами, проходящими в одном направлении (катушка или соленоид), должны образовывать большой (сильный) магнит. Возможно, внутри Земли существуют токи, поэтому обнару­живается ее магнитное поле. Источником тока может быть вольтов столб, образованный горными породами. К логичес­кому строю мыслей, кроме последней, придраться невоз­можно. (..далее)

АмперАндре-Мари Ампер — сын высокообразованного и преуспе­вающего торговца мануфактурой, отличавшегося прогрессив­ными взглядами. Он появился на свет в Лионе 20 января 1775 г., детские и юношеские годы провел в семейном по­местье Полемье близ родного города. Читать научился очень рано, нигде никогда не учился, но обладал энциклопедичес­кими знаниями. Самообразование, только самообразование — вот единственный образ постижения знаний, который он испо­ведовал всю жизнь. Основным источником знаний стали бога­тая отцовская библиотека и библиотека Лионского лицея.

До восемнадцатилетнего возраста Андре-Мари изучил ла­тинский, греческий и итальянский языки, глубоко ознакомил­ся с физикой, высшей математикой, увлекался поэзией (про­бовал сочинять), ботаникой. Основы прочих знаний юноша, обладавший феноменальной памятью и аналитическим мыш­лением Паскаля, почерпнул в тридцатишеститомной энцикло­педии Д. Дидро, выпуск которой завершился в 1780 г. В 13 лет он представил первое математическое сочинение в Лион­скую академию. (..далее)

Уильям Гильберт (англ. William Gilbert, 24 мая 1544 года, Колчестер (графство Эссекс) — 30 ноября 1603 года, Лондон) — английский физик, придворный врач Елизаветы I и Якова I. Изучал магнитные и электрические явления, первым ввел термин «электрический».

Семья Гильберта была очень известна в округе: его отец был чиновником, а сама семья имела достаточно длинную родословную. Закончив местную школу Уильям в 1558 году был отправлен в Кембридж. О его жизни до начала научной карьеры известно очень мало. Существует версия, что он также учился в Оксфорде, хотя документальных доказательств этому нет. В 1560 году он получает степень бакалавра, а в 1564 году -магистра философии. В 1569 он становится доктором медицины.

Закончив обучение, Гильберт отправляется в путешествие по Европе, которое продолжалось несколько лет, после чего он поселился в Лондоне. Там в 1573 году он становится членом Королевского медицинского колледжа. (..далее)

Вольт (обозначение: ВV) — единица измерения электрического напряжения в системе СИ.

Вольт — единица электрического напряжения, разности электрических потенциалов, электродвижущей силы получила наименование в честь А. Вольты в 1881 г. на I Международном конгрессе электриков. Тогда же были приняты единицы силы тока и сопротивления, т. е. ампер и ом.

По определению вольт — электрическое напряжение на участ­ке электрической цепи с постоянным током силой 1 А, в ко­тором затрачивается мощность 1 Вт.

Вольт определён как разница потенциалов на концах проводника, рассеивающего мощность в один ватт при силе тока через этот проводник в один ампер. Отсюда, базируясь на единицахСИ, получим м? · кг · с-3 · A-1, что эквивалентно джоулю энергии на кулон заряда, J/C.

\mbox{V} = \dfrac{\mbox{W}}{\mbox{A}} = \dfrac{\mbox{J}}{\mbox{C}} = \dfrac{\mbox{m}^2 \cdot \mbox{kg}}{\mbox{s}^{3} \cdot \mbox{A}}

Алессандро ВольтаАлессандро Вольта родился 18 февраля 1745 г. в старинной аристократической семье, проживавшей в небольшом городе Комо на Севере Италии. Ему, как и брату, была уготована карьера священнослужителя после окончания иезуитского колледжа. Брат стал впоследствии архиепископом. Алессанд­ро, увлекшись физическими опытами, без колебаний сменил сутану на камзол преподавателя Королевского училища в Комо, где проработал с 1774 по 1779 г. В 26-летнем возрасте он выпустил первый труд «Эмпирические исследования спо­собов возбуждения электричества и улучшения конструкции машины». (..далее)

Попытки первых серьезных исследований в области элект­ричества предпринял английский врач и физик Уильям Гиль­берт (1544— 1603). Он впервые ввел термин «электричество», установил возможность электризации ряда других материа­лов, кроме янтаря. Позднее еще несколько исследователей пы­тались использовать электростатические заряды для электро­лечения, но успеха не имели.

Следующий крупный шаг на пути изучения электричества сделал итальянец Луиджи Гальвани (1737—1798). Он учился в Болонском университете, занимался богословием, физиоло­гией, заведовал кафедрой практической анатомии и гинеколо­гии. С целью отыскания средств для лечения нервов и мышц Гальвани длительное время изучал влияние статического электричества на живую ткань. По результатам работ в 1791 г. был опубликован «Трактат о силах электричества при мышеч­ном сокращении». Автор не претендовал на ценность резуль­татов в силу своей некомпетентности и предлагал ознакомить­ся с проделанной работой всех желающих, «которыеобычно на­ходят удовольствие в познании начала и сути вещей, заклю­чающих в себе нечто новое». Скромное заключение!

Не вдаваясь в подробности более чем десятилетних опытов настойчивого исследователя, следует обратить внимание на достигнутые результаты. Сначала Гальвани удалось создать чувствительный «прибор», реагирующий на статическое элект­ричество. Им оказалась свежепрепарированная лапка лягуш­ки — ее мышцы резко сокращались, когда к бедренному нер­ву подключали электростатическую машину. Такая же реак­ция отмечалась, когда к нерву и лапке прикасались двумя соединенными между собой разнородными металлическими проводниками. И, наконец, лапка дергалась во время грозо­вых разрядов, если одна из ее оконечностей была заземлена, а к нерву прикасался длинный провод.

Последний эффект особого внимания исследователя не привлек, а зря. Непроизвольно был создан первый биологи­ческий приемник электромагнитных излучений. Только через 100 лет в 1894 г. английский физик Оливер Лодж применил для регистрации электромагнитных волн когерер, который позднее использовал А. С. Попов при создании первого в мире радиоприемника.

Вздрагивание лапки лягушки при присоединении к ней раз­нородных металлических проводников Гальвани объяснил прохождением тока через проводник за счет электричества, находящегося в самой лапке, которое он называл «животным электричеством». Объяснение, довольно туманное для пони­мания даже в наше время (хотя о биоэлектричестве сейчас хорошо известно), вызвало бурю негодования соотечествен­ника исследователя Алессандро Вольты, который объявил Гальвани шарлатаном. Разразился, что называется, хороший скандал. В конце концов Гальвани удалось добиться гораздо менее заметного сокращения мышц без применения металли­ческих предметов путем соприкосновения бедренного нерва лягушки с самой мышцей. Так было доказано существование биоэлектричества, хотя оно и не было признано.

Только с пятидесятых годов текущего века начали приме­няться приборы для регистрации функций мозга (электро­энцефалографы) , сердца (кардиографы) и других органов. Несколько позже появились различные электрические стиму­ляторы деятельности пораженных болезнью органов. Сейчас на повестке дня стоит вопрос о массовом применении электро­стимуляторов. Например, полагают, что медикам придется вживлять около 200 стимуляторов деятельности сердца на миллион жителей.

Вторым источником электричества, с которым пришлось столкнуться человеку, были рыбы. Сейчас известно, что из 20 тыс. известных видов рыб около 300 обладают электроге-незом, т. е. свойством генерировать электричество в живых тканях. Они большей частью обитают в реках и океанах тро­пического пояса Земли. Электрический угорь способен созда­вать напряжение до 1200 В и ток до 1,2 А. Электрические сомы и американские звездочеты генерируют напряжение до 40 … 60 В и ток до 50 … 60 А. Электрический скат, даже при слабом движении в воде, создает напряжение более 400 В*. Мощные разряды крупных особей электрических рыб губи­тельны для животных средних размеров и представляют боль­шую опасность для человека. Необходимо отметить, что и размеры этих рыбок довольно впечатляющи. Скаты, напри­мер, достигают длины 1,8 м при массе до 90 кг, а угри — 2м при массе до 20 кг.

Некоторые из «сильноэлектрических» рыб являются дели­катесными. Хитроумные жители бассейна Амозонки ориги­нально решили проблему техники безопасности. Сначала в реку загонялось стадо коров, которые тут же с ревом вылета­ли обратно, а затем «разряженные» рыбы отлавливались под­ручными средствами.

До нас дошли сведения, что древние греки и древние рим­ляне успешно занимались современным способом лечения — электротерапией. Электрический скат или угорь вместе с па­циентом помещались в бочку с водой. Надо полагать, эффект был потрясающей!

Говоря о знакомстве человека с электричеством, многие авторы утверждают, что электризация янтаря (древнегречес­кое название янтаря — электрон) была известна в V в. до но­вой эры ученикам грека Фалеса Милетского, который счита­ется основателем античной и вообще европейской филосо­фии и науки. Приведенное утверждение, конечно, далеко от истины. Правильнее было бы сказать: тогда греки научились создавать электрические заряды. История знакомства челове­ка с электричеством насчитывает многие тысячелетия. Все на­чалось с атмосферного электричества — линейной и шаровой молний. Последняя, правда, наблюдается довольно редко. Молнии приносили много бед, но они стали практически единст­венным источником огня для наших далеких предков. Первое жаркое, первые печеные овощи, жареные плоды и орехи они несомненно отведали в сгоревших лесах и кустарниках. Труд и огонь создали человека. На заре существования человечес­кого общества задача сохранения огня была равносильна за­даче сохранения жизни. Таким образом, можно считать, что электричество в определенном смысле «виновато» в появле­нии человека на Земле.

Наиболее благоприятные условия для образования грозо­вых туч создаются на побережьях экваториальных стран. Как раз в этих местах и обнаружены наиболее древние признаки обитания человека. Самое грозовое место на земном шаре — остров Ява. Там молнии сверкают 300 дней в году.

Заряд, накопленный облаком, обычно не превышает 50 Кл, напряжение может достигать сотен миллионов вольт, ток в канале ствола молнии составляет десятки и сотни тысяч ампер, а время разряда — микросекунды. Энергия, накопленная в облаке, достаточно мала. Ее может хватить только на обеспече­ние работы современного телевизора в течение минуты. Одна­ко очень мало и время разряда. Поэтому мощность разряда достигает десятков миллионов киловатт. Температура в кана­ле молнии достигает 30 000° С. Таков «портрет» первой «за­жигалки» наших предков.

Уильям ТомпсонУильям Томсон родился в столице Северной Ирландии — Белфасте 26 июня 1824 г. Его отец, шотландец, после смерти жены в 1830 г. перебрался с двумя сыновьями в Глазго, где за­нял должность профессора математики в местном университе­те. Дети получили прекрасное домашнее образование. В возрас­те 8 лет Уильям начал посещать лекции отца, а в 10 лет был за­числен слушателем университета. Будучи состоятельным чело­веком, отец много путешествовал с сыновьями. К 12 годам Уильям владел четырьмя или пятью языками. Совершенство­вание знаний в области математики продолжалось в Кемб­риджском университете (1841—1845). Пятнадцатилетний студент начал публиковать собственные работы. Рано проявив математические способности, Томсон стал великолепным ма­тематиком и одновременно хорошо ознакомился с современ­ным состоянием физики.

Достигнутые результаты не связаны с какими-либо ограни­чениями в личной жизни, затворничеством и т. д. Томсон, в отличие от многих знаменитых ученых, не знал нужды всю жизнь, был весел, общителен, много путешествовал и старал­ся не ограничивать себя ни в чем. Успех сопутствовал ему. (..далее)