Советский период, электрификация и ГОЭЛРО
После Октябрьской революции, гражданской войны и интервенции развитие российской электроэнергетики пришло в упадок. В 1920 г. была создана государственная комиссия по электрификации России, ГОЭЛРО, и принят план по электрификации страны.
К работе ГОЭЛРО под руководством Кржижановского было привлечено много инженеров и ученых — более 200 человек. Отличием плана электрификации являлось то, что он разрабатывался для развития не только энергетики, но и экономики страны в целом. Развитие энергетики было опережающим, что являлось необходимым условием для строительства крупных промышленных предприятий.
Проект ГОЭЛРО заложил основу для дальнейшей индустриализации страны и был программой возрождения и развития отраслей промышленности
В плане уделялось большое внимание развитию промышленности, сельскохозяйственного производства, транспортной отрасли и строительству. Причем первоочередное значение отводилось применению топлива из местного сырья — каменного угля, торфа, древесины и газа
К 1931 г. план был перевыполнен. Выработка электрической энергии составила 13,5 миллиарда кВт*час, то есть почти в семь раз больше, чем до революции. К 1935 г. количество вновь введенных в работу электростанций составило 40. Ведущие западные страны оценили по достоинству результаты плана ГОЭЛРО и внедрили подобное у себя.
Не следует думать, что развитие энергетики в нашей стране началось только после реализации плана ГОЭЛРО, а до этого Россия отставала от других мировых держав. Основу плана электрификации составляли проекты ученых Российской Империи, а в состав государственной комиссии по электрификации вошли сотрудники «Общества электрического освещения».
Сопротивление
Свойство материала проводника препятствовать прохождению электрического тока, называется электрическим сопротивлением. При движении по проводнику свободные электроны взаимодействуют на своём пути с атомами и другими электронами. Это приводит к потере ими части своей энергии. Можно сказать, что электрон испытывает сопротивление своему движению. Различные материалы имеют различное атомное строение. Соответственно, они оказывают различное сопротивление электрическому току. Сопротивление измеряется омметром. За единицу измерения сопротивления принят один «ом» (Ом). Это очень маленькое сопротивление. Для удобства работы применяются следующие величины измерения: ом (Ом, 1Ом), килоом (кОм, 1000 Ом), мегаом (Мом, 1000000 Ом). На схемах и в формулах сопротивление обозначается буквой «R» (эр).
Сила тока, напряжение и сопротивление – взаимосвязанные величины, которые влияют друг на друга. Такую зависимость хорошо показывает закон Ома для участка цепи. Он гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Его можно записать в виде формулы I = U/R.
Прямая пропорция показывает, что если увеличить в несколько раз напряжение, то ток увеличится во столько же раз. Обратная пропорция показывает, что если увеличить в несколько раз сопротивление, то ток уменьшится во столько же раз.
Допетровская Москва
Не удивительно, что щеголихи конца XIX века попали в неловкую ситуацию, ведь ещё в начале столетия на большинстве балов, по воспоминаниям очевидцев, из-за плохого освещения «от одного конца залы до другого нельзя было узнать друг друга». На улицах ситуация была далеко не лучше, хотя даже просто наличие фонарей воспринималось как прогресс, так как до 1730 года город освещался только за счёт свечей, выставленных жителями на окна.
Допетровская Москва жила, сверяя свои ритмы с солнечным светом, просыпаясь летом с первыми лучами, а осенью и зимой — до восхода благодаря колокольному звону, созывавшему людей на утреннее богослужение. В тёмное время суток городские ворота закрывались, и передвигаться по городу дозволялось только со светильником в руках, без которого караульные задерживали прохожих. Мера эта не была излишней, поскольку ночью часто происходили грабежи и убийства.
Другой серьёзной проблемой того времени были пожары, которые часто уничтожали значительные части города из-за легко воспламенявшихся деревянных построек. Предупредительной мерой для борьбы с неконтролируемым огнём был запрет на пользование домашними банями и на топку печей в домах и мельницах в летний период.
Кроме того, существовала специальная пожарная команда из низших служителей приказа — ярыжек, которые, как правило, не столько тушили, сколько занимались локализацией пожара, ломая ближайшие к нему постройки, чтобы пламя не распространялось далее.
ГОЭЛРО
Именно так назвали учрежденную государственную структуру, которая должна была решить вопрос с обеспечением ⅙ Евразии бесперебойным светом. Был объявлен конкурс на лучший проект, который бы позволили реализовать задуманное в максимально краткие сроки и за наиболее дешевую цену. Впрочем, несмотря на попытки экономии, все влетело в копеечку.
В центральном штабе ГОЭЛРО даже построили макет, изображающий СССР со всеми его более-менее крупными населенными пунктами и со встроенными лампочками на тех местах, на которых планировали построить новые электростанции. Примечательно, что со светом было все настолько туго, что чтобы лампочки на стенде горели, пришлось забрать часть энергии у Кремля, который теперь стоял в полумраке.
На пути к появлению электричества
Древнегреческий философ Фалес, живший в 7 веке до нашей эры, выяснил, что если потереть янтарь о шерсть, то к камню начнут притягиваться мелкие предметы. Лишь спустя много лет, в 1600 году, английский физик Уильям Гилберт ввел термин «электричество»
С этого момента ученые стали уделять ему внимание и проводить исследования в этой области. В 1729 Стивен Грей доказал, что электричество можно передавать на расстоянии. Важный шаг был сделан после того, как французский ученый Шарль Дюфэ открыл, как он считал, существование двух видов электричества: смоляного и стеклянного
Важный шаг был сделан после того, как французский ученый Шарль Дюфэ открыл, как он считал, существование двух видов электричества: смоляного и стеклянного.
Первым, кто попробовал объяснить, что такое электричество, был Бенджамин Франклин, портрет которого нынче красуется на стодолларовой купюре. Он считал, что все вещества в природе имели «особую жидкость». В 1785 был открыт закон Кулона. В 1791 году итальянский ученый Гальвани исследовал мышечные сокращения у животных. Он выяснил, проводя опыты на лягушке, что мышцы постоянно возбуждаются мозгом и передают нервные импульсы.
Огромный шаг на пути к изучению электричества был сделан в 1800 году итальянским физиком Алессандром Вольта, который придумал и изобрел гальванический элемент — источник постоянного тока. В 1831 году англичанин Майкл Фарадей изобрел электрический генератор, который работал на основе электромагнитной индукции.
Огромный вклад в развитие электричества внес выдающийся ученый и изобретатель Никола Тесла. Он создал приборы, которые до сих пор используются в быте. Одна из самых известных его работ — двигатель переменного тока, на основе которого был создан генератор переменного тока. Также он проводил работы в области магнитных полей. Они позволяли использовать переменный ток в электродвигателях.
Еще одним ученым внесшим вклад в развитие электричества, был Георг Ом, который экспериментальным путем вывел закон электрической цепи. Другим выдающимся ученым был Андре-Мари Ампер. Он изобрел конструкцию усилителя, которая представляла собой катушку с витками.
Также важную роль в изобретении электричества сыграли:
- Пьер Кюри.
- Эрнест Резерфорд.
- Д. К. Максвелл.
- Генрих Рудольф Герц.
В 1870-х годах русским ученым А. Н. Лодыгиным была изобретена лампа накаливания. Он, предварительно откачав из сосуда воздух, заставил светиться угольный стержень. Чуть позже он предложил заменить угольный стержень на вольфрамовый. Однако запустить лампочку в массовое производство смог другой ученый — американец Томас Эдисон. Поначалу в качестве нити в лампе он использовал обугленную стружку, полученную из китайского бамбука. Его модель получилась недорогой, качественной и могла прослужить относительно долгое время. Значительно позже Эдисон заменил нить на вольфрамовую.
Никто не знает, в каком году изобрели электричество, но начиная с XIX века оно активно вошло в жизнь человека. Поначалу это было просто освещение, затем электрический ток начали применять и для других сфер жизни (транспорта, средств передачи информации, бытовой техники).
Переменный ток
В начале электрической эры все потребители пользовались постоянным электрическим током. Большой вклад в развитие и распространение сетей с постоянным током внёс американский изобретатель и предприниматель Томас Алва Эдисон (1847 – 1931 гг.). Человек удивительной работоспособности. Только в США он получил 1093 патента. Если брать другие страны мира, то это ещё около трёх тысяч запатентованных изобретения. Томас Эдисон стоял у истоков широкомасштабного применения электричества. Его вариант электрической лампы накаливания с прочной нитью в колбе с вакуумом имел большой коммерческий успех. Не без влияния Томаса Эдисона на промышленных предприятиях стали заменять паровые машины на электродвигатели постоянного тока (на переменном токе электродвигателей ещё не было). Одним словом, в конце XIX века электричество начало семимильными шагами входить в жизнь людей.
К сожалению, у электрического тока в то время был обнаружен один существенный недостаток. Его очень сложно передавать на большие расстояния. Как мы знаем любой проводник оказывает сопротивление прохождению электрического тока. На маленьких расстояниях это практически незаметно, а на больших сопротивление прибавляется и потери становятся сильно ощутимы. Единственным приемлемым выходом из этой ситуации является передача электроэнергии на повышенном напряжении (десятки и сотни тысяч вольт). Чтобы на передающей стороне повысить, а на принимающей стороне опять понизить напряжение нужны специальные трансформаторы. С постоянным током трансформаторы не работают. Соответствующее решение предложил Никола Тесла (1856 – 1943 гг.). Именно он разработал системы передачи электроэнергии посредством многофазного переменного тока, в которую входили генераторы, повышающие и понижающие трансформаторы, а также в качестве потребителей были представлены электрические машины (в том числе, изобретённый им асинхронный электродвигатель переменного тока).
Опора высоковольтной линии электропередачи
Переменный ток – электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению. Например, в обычной домашней розетке плюс с минусом на правой и левой клеммах меняются местами 50 раз в течение одной секунды. Человеческий глаз не может различать такую частоту. Поэтому, при включении дома обычной лампы накаливания мы видим ровное (без морганий) освещение. Количество изменений за 1 сек. называется частотой переменного тока и обозначается буквой F (эф). За единицу измерения частоты принят один «герц» (Гц). Такое название единица получила в честь немецкого физика Генриха Рудольфа Герца (1857 – 1894 гг.). В России, как и во многих странах мира, стандарт частоты переменного тока равен 50 Гц.
Переменный электрический ток вырабатывается на электростанциях (гидроэлектростанции, теплоэлектростанции и атомные электростанции). Принцип везде одинаков – механическое движение турбины передаётся ротору генератора, вращение которого приводит к возникновению напряжения в обмотках статора. На гидроэлектростанциях (ГЭС) турбину вращает поток воды. На теплоэлектростанциях (ТЭЦ) энергия сжигаемого топлива (бензин, керосин, дизельное топливо, газ и т.п.) нагревает в котлах воду до состояния пара, который вращает паровую турбину. На атомных электростанциях (АЭС) энергия ядерной реакции нагревает теплоноситель первого контура. Затем этим теплом до состояния пара нагревается вода второго контура, которая опять же вращает паровую турбину.
Что такое электричество
Наличие электричества как явления объясняется одним из главных свойств физической материи – способностью обладать электрическим зарядом. Они бывают положительными и отрицательными, при этом объекты, обладающие разнополюсными знаками, притягиваются друг к другу, а «равнозначные», наоборот, отталкиваются. Движущиеся частицы также являются источником возникновения магнитного поля, что лишний раз доказывает связь между электричеством и магнетизмом.
На атомарном уровне существование электричества можно объяснить следующим образом. Молекулы, из которых состоят все тела, содержат атомы, составленные из ядер и электронов, циркулирующих вокруг них. Эти электроны могут при определенных условиях отрываться от «материнских» ядер и переходить на другие орбиты. Вследствие этого некоторые атомы становятся «недоукомплектованными» электронами, а у некоторых их в избытке.
Поскольку природа электронов такова, что они текут туда, где их не хватает, постоянное перемещение электронов от одного вещества к другому и составляет электрический ток (от слова «течь»). Известно, что электричество имеет направление от полюса «минус» к полюсу «плюс». Поэтому вещество с нехваткой электронов считается заряженным положительно, а с переизбытком – отрицательно, и именуется оно «ионами». Если речь идет о контактах электрических проводов, то положительно заряженный называется «нулевой», а отрицательно – «фаза».
В разных веществах расстояние между атомами различно. Если они очень маленькие, электронные оболочки буквально касаются друг друга, поэтому электроны легко и быстро переходят от одного ядра к другому и обратно, чем создается движение электрического тока. Такие вещества, например, как металлы, называются проводниками.
В других веществах межатомные расстояния относительно велики, поэтому они являются диэлектриками, т.е. не проводят электричество. Прежде всего, это резина.
Дополнительная информация
.
При испускании ядрами вещества электронов и их движении происходит образование энергии, которая прогревает проводник. Такое свойство электричества называется «мощность», измеряется она в ваттах. Также эту энергию можно преобразовывать в световую или другой вид.
Для непрерывного течения электричества по сети потенциалы на конечных точках проводников (от линий ЛЭП до домовой электропроводки) должны быть разными.
Русская Америка: как всё начиналось
Баранов взялся за активное развитие ввереных ему земель. В 1793 году он основал порт Воскресенск, где уже на следующий год с помощью британских наемных моряков был спущен на воду первый корабль. На Аляске была развернута православная миссия. Баранов активно сотрудничал с местными жителями, и даже завёл себе алеутскую любовницу. У них родились трое детей — Антипатр, Ирина и Екатерина.
Тем временем в Петербурге умер Шелихов. Его зять и наследник Николай Резанов, ставший во главе Российско-Американской компании, и в 1799 году назначил Баранова главным правителем Русской Америки. Об этом назначении и новых инструкциях Александр узнал только на следующий год — таким долгим был путь из Петербурга на Аляску.
За этот год Баранов успел продвинуть русское присутствие на Американском континенте ещё дальше на восток, где столкнулся с английскими первопроходцами, которые разведывали новые земли для британской короны.
Желая дать англичанам понять, что эти северные территории уже заняты — Баранов выкупил у местного племени тлинкитов земли на острове Ситка, где построил форт Новоархангельск. Поселение выросло настолько быстро, что в том же 1799 году Баранов ходатайствовал о переносе туда части административного аппарата компании из Иркутска. Узнав о таком развитии и «территориальном приращении» император Павел I наградил Баранова именной золотой медалью.
Беда пришла откуда не ждали. Тлинкиты, с которыми представители компании вроде как договорились, в отсутствие Баранова, отправившегося в инспекционную поездку, напали на Новоархангельск и перебили почти всех русских. Оказалось, что в их понимании землю нельзя «купить». И то, что русские торговцы давали аборигенам — те воспринимали просто как подарки. Ни о какой купле-продаже они и не думали.
Баранов начал готовиться к ответному удару. Чтобы отбить обратно Новоархангельск, он собрал семь сотен местных алеутов и команды русских кораблей. Как раз в этот момент прибыл шлюп «Нева», принесший, помимо прочего, новость о присвоении Баранову чина коллежского советника, дающего право на потомственное дворянство.
В сентябре 1804 года Баранов попытался решить дело с тлинкитами миром, но вожди отказались примиряться, заявляя, что со своей земли они никуда не уйдут. К тому же индейцы рассчитывали на поддержку англичан, тайно поставлявших им порох и боеприпасы. Но в упорном сражении русские и алеуты разгромили тлинкитов и прогнали их на английские территории.
На следующий год с на Аляску прибыл лично Николай Резанов. До него дошли слухи, что Баранов не справляется со своими обязанностями. Проверив всё лично, глава кампании списал эти слухи на наветы завистников. При личной встрече Баранов попросил освободить его от должности главы Русской Америки, чтобы он смог, наконец, съездить в Россию и проведать родню, но Резанов был уверен, что без Баранова работа на Аляске встанет, и не удовлетворил эту просьбу.
В 1807 году пришло сообщение, что жена Баранова в далёком Каргополе умерла. Вдовец окрестил свою алеутскую любовницу и женился на ней. Даже во время венчания под одеждой жениха скрывалась прочная кольчуга: побеждённые тлинкиты неоднократно покушались на жизнь Баранова.
Теории и законы электричества
Общие законы, регулирующие электричество, немногочисленны и просты и применяются неограниченным количеством вариантов.
Закон Ома
Закон Ома — ток, проходящий через проводник между двумя точками, прямо пропорционален напряжению между ними.
I = V / R или V = IR или R = V / I
Где:
I — ток через провод в амперах;
V — напряжение, измеренное на проводнике в вольтах;
R — сопротивление провода в Ом.
В частности, он также гласит, что R в этом отношении постоянна, не зависит от тока.
Закон Ватта, подобно закону Ома, подтверждает связь между мощностью (ваттами), током и напряжением: P = VI или P = I 2 R.
Закон Кирхгофа (KCL) доказывает, что суммарный ток или заряд, поступающий в соединение или узел, в точности равен заряду, покидающему узел, поскольку ему некуда деться, кроме как уйти, поскольку внутри узла заряд не может быть поглощён. Другими словами, алгебраическая сумма всех токов, входящих и выходящих из узла, должна быть равна нулю.
Закон Фарадея гласит о том, что индуцированная электродвижущая сила в любой замкнутой цепи равна отрицательному значению временной скорости изменения магнитного потока, заключенного в ней.
Закон Ленца утверждает, что направление тока, индуцированного в проводе изменяющимся магнитным полем по фарадеевскому закону, создаст магнитное поле, противостоящее изменению, которое его вызвало. Проще говоря, размер эдс, индуцированной в цепи, пропорциональна скорости изменения потока.
Закон Гаусса гласит, что суммарный электрический поток с замкнутой поверхности равен вложенному заряду, деленному на диэлектрическую проницаемость.
День интернета в других странах
В странах Европы и Соединенных Штатах день интернета празднуется 4-го апреля. Существует две версии, почему выбрана именно эта дата.
- Во-первых, написание 4.04 очень похоже на обозначение ошибки 404, которое означает, что искомая страница отсутствует в web www.
- Другая версия имеет под собой религиозную основу. Принято считать, что покровитель Глобальной сети – это святой Исидор Севильский, которого канонизировала католическая церковь. Именно 4-е апреля является днем его вознесения. В 2000 году кандидатуру Исидора Севильского официально подтвердил и Ватикан. В качестве обоснования своего решения церковь сослалась на использование святым в своих трудах перекрестных ссылок, которые являлись прототипом используемых сегодня гиперссылок. Покровитель всемирной сети в результате открытого голосования, которое было инициировано Ватиканом на курируемом им сайте в интернете. Это означает, что выбор кандидатуры был одобрен пользователями глобальной паутины.
В некоторых государствах день создания интернета празднуют в тот день, когда появились их собственные национальные домены. К примеру, днем интернета на Украине считается 14-е декабря, а Узбекистан отмечает появление всемирной паутины 29-го апреля.