на главную страницуотправить письмо 75 лет ОАО "Татэнерго"
История энергетики РТ
Предприятия Татэнерго
Техника и технологии
Персоналии
Медиа-архив
- Нас поздравляют
- Энергетика в плакатах
- Фотоархив
- Видео- и аудиоархив
- Исторический архив документов
- Энергетика в стихах
- Электричество вокруг нас
- Карта энергосистемы РТ

Электричество вокруг нас



История

Когда человек впервые использовал электричество?
Электричеством человек смог пользоваться только с 1800 года.  Тогда Алессандро Вольта изобрел первую батарею и тем самым дал миру первый надежный постоянный источник тока.  Вскоре стало известно, что электрический ток может использоваться для выработки тепла, света, поддержания процессов химических реакций, создания магнитных эффектов. 
Открытие Вольта о постоянном течении электричества явилось большим шагом вперед.  Были разработаны различные типы машин, но они явились лишь очередным толчком в развитии электричества.  Открытие Вольта привело ко многим разработкам на основе использования электричества. 
Позже стало известно, что электрический ток вызывает магнитные явления.  Виток проволоки, через который проходит электрический ток, действует как полосный магнит.  Это открытие привело к разработке всех типов электрических устройств, которые производили некоторые виды некоторые виды механической работы. 
Несколько лет спустя Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию.  Это и привело к появлению электрических динамомашин и трансформаторов. 

Когда была решена проблема передачи электричества на большие расстояния?
Первая в мире электростанция общественного пользования была построена в Нью-Йорке в 1882 г.  Она вырабатывала постоянный ток и питала 10 тысяч ламп.  В середине 1880-х годов городские электростанции, дававшие ток для освещения, активно строились в США и в Европе.  К началу 1890-х годов стало ясно, что дешевле и практичнее возводить электростанции рядом с топливными и гидроресурсами, но они были удалены от больших городов.  Возникла необходимость передачи электроэнергии на большие расстояния.  Однако при передаче постоянного тока потери в проводе достигали 75%.  Лишь в 1891 году была построена первая линия электропередачи трехфазного тока, снизившая потери до 25%.  Так была разрешена главная энергетическая проблема конца XIX века - проблема передачи электроэнергии на большие расстояния. 

Можно ли создать вечную лампочку?
Создание "вечной" лампочки считается возможной.  Для этого нить накаливания нужно сделать из рения.  Но это очень редкий и дорогой метал.  Во всем мире ее добывают лишь несколько тонн в год.  Лампочка, подключенная к резервному генератору города Ливермор штата Калифорния в 1901 году, практически без перерывов (ее включают регулярно каждый день) горит в здании пожарной команды вот уже сто лет.  Мощность лампочки невелика - всего 4 Вт.  За время своей жизни эта долгожительница пережила два переезда, причем во время последнего ее со всеми почестями везли обернутой в вату на полицейской машине с сигнализацией.  Решено дождаться ее "естественной смерти", после которой она будет помещена в музей раритетов Рипли.  На сайте www. ripleys. com можно узнать, жива ли еще "старушенция". 

Откуда берется электричество в розетке?
Электричество, поступающее в наши дома по проводам, вырабатывается на электростанциях с помощью специальной машины, которая называется электрогенератором.  Конструкция его довольно проста: между полюсами магнита вращается катушка с медным проводом (она называется ротором).  По законам физики в проводе, движущемся в магнитном поле, появляется (наводится или индуцируется) электрический ток.  Чтобы ток вырабатывался, какая-то сила должна крутить вал электрогенератора, на котором установлена катушка.  И все же партию первой скрипки в электроэнергетике пока играет не ветряк и не водяное колесо, а паровая турбина.  Старый добрый пар, от услуг которого давным-давно отказались и на транспорте, и в промышленности, продолжает исправно добывать для нас ток.  В котле нагревают воду, вода превращается в пар, пар вырывается из котла и давит на лопатки турбины, турбина крутится, вращая заодно и вал электрогенератора.  Чтобы нагреть в котле воду, надо затопить печку и что-то в ней сжечь, например, газ, мазут, уголь.  Потребность современного мира в электричестве такова, что сжигать полезные ископаемые приходится в гигантских количествах. 

А нельзя ли нагревать воду каким-нибудь другим способом без сжигания полезных ископаемых, которых на земле осталось мало?
Можно, и такие способы найдены уже довольно давно.  В 1954 году в Советском Союзе заработала первая в истории электростанция, в которой воду для получения пара подогревал ядерный реактор. 
Можно, например, соединить вал электрогенератора с крыльями ветряной мельницы.  Ветер дует, ротор крутится - ток идет.  Так у нас получится ветряная электростанция.  Можно запрудить реку плотиной, и вода, переливающаяся через край этой плотины и падающая вниз, будет ударяться о лопасти водяного колеса.  Колесо это мы соединим с валом генератора.  Тогда получится гидроэлектростанция (от греческого слова "хюдор", или "гидор" - "вода").  У нас, в стране могучих рек, гидроэлектростанций построено немало.  В Республике Татарстан в 1979 году введена в эксплуатацию Нижнекамская гидроэлектростанция. 

Человек

Почему у наэлектризованных людей волосы поднимаются вверх?
Волосы электризуются одноименным зарядом.  Как известно, одноименные заряды отталкиваются, поэтому волосы, подобно листочкам бумажного султана, расходятся во все стороны. 

Если любое проводящее тело, в том числе и человеческое, изолировать от земли, то его можно зарядить до большого потенциала.  Так, с помощью электростатической машины тело человека можно зарядить до потенциала в десятки тысяч вольт.  Оказывает ли электрический заряд, размещенный в таком случае на теле человека, влияние на нервную систему?
Человеческое тело - проводник электричества.  Если его изолировать от земли и зарядить, то заряд располагается исключительно по поверхности тела, поэтому заряжение до сравнительно высокого потенциала не влияет на нервную систему, так как нервные волокна находятся под кожей.  Влияние электрического заряда на нервную систему сказывается в момент разряда, при котором происходит перераспределение зарядов на теле.  Это перераспределение представляет собой кратковременный электрический ток, проходящий не по поверхности, а внутри организма. 

Какова (приблизительно) электроемкость человека?
Если положение человека таково, что его тело находится в соседстве с заземленным проводником (удалено, например, от стен комнаты), то электроемкость его равна приблизительно 30 см.  Это значит, что электроемкость человеческого тела при указанных условиях равна емкости шарообразного проводника радиуса 30 см. 

Почему случайное прохождение тока через две близко расположенные точки тела, например два пальца одной и той же руки, ощущаете только этими пальцами, но и всей нервной системой человека?
Из всех тканей, составляющих тело, наименьшей проводимостью обладают наружные слои кожи, наибольшей - нервные волокна, поэтому электрический ток в теле проходит большей частью по нервным волокнам и этим самым оказывает воздействие на всю нервную систему. 

При проверке качества батарейки от карманного фонарика иногда прикасаются языком к металлическим пластинам.  Если язык ощущает горьковатый привкус, то батарейка хорошая.  Почему же электричество батарейки горьковато на вкус?
Слюна человека содержит в незначительном количестве различные органические соли (натрия, калия, кальция и др.).  Когда через слюну проходит электрический ток, эти соли подвергаются электролизу, на полюсах батарейки выделяются их составные части и язык ощущает горьковатый привкус. 

Животные

Поглаживая в темноте кошку сухой ладонью, можно заметить небольшие искорки, возникающие между рукой и шерстью.  Что здесь происходит?
При поглаживании кошки происходит электризация руки с последующим искровым разрядом. 

Гальвани делал следующий опыт.  Соединив две проволоки из различных металлов, он концом одной из них касался лапки свежепрепарированной лягушки, а концом другой - поясничных нервов; при этом мускулы лапки судорожно сокращались.  Как объяснить это явления?
Два металла и жидкость лапки составляют гальванический элемент.  Ток, возникающий при замыкании цепи, раздражает нервные окончания лягушки. 

Писатель Б.  Житков рассказывает о таком случае: "Однажды в начале лета я ехал верхом поймой реки.  Небо было одето тучами, собиралась гроза.  И вдруг я увидел, что кончики ушей лошади начали светиться.  Сейчас же над ними образовались будто пучки голубоватого огня с неясными очертаниями.  Огоньки эти точно струились.  Затем струи света побежали по гриве лошади и по ее голове.  Все это продолжалось не более минуты.  Хлынул дождик, и удивительные огни исчезли". 
Описанное явление носит название "огни Эльма".  Это очень редкое явление природы.  На остриях, на столбах оград, иногда даже на головах людей появляется голубоватый свет.  Это тихий разряд - движение электрических зарядов в воздухе при атмосферном давлении и высоком напряжении. 

В клетках, тканях и органах животных и растений между отдельными их участками возникает определенная разность потенциалов, так называемые биоэлектропотенциалы, которые связаны с процессами обмена в организме.  Какова величина биопотенциалов?
Эти биоэлектропотенциалы очень малы.  Напряжение их колеблется от нескольких микровольт до десятков милливольт.  Для регистрации таких потенциалов, изменяющихся во времени, требуются очень чувствительные приборы, позволяющие без искажения регистрировать биотоки живой ткани. 

Рыбы

Каких рыб называют живыми электростанциями? Как велико напряжение, создаваемое ими?
Самыми известными электрическими рыбами являются электрический угорь, электрический скат и электрический сом.  У этих рыб имеются специальные органы для накопления электрической энергии.  Небольшие напряжения, возникающие в обычных мышечных волокнах, суммируются здесь благодаря последовательному включению множества отдельных элементов, которые нервами, как проводниками, соединены в длинные батареи.  Так, у электрического угря, обитающего в водах тропической Америки (рис.  86), насчитывается до 8 тысяч пластинок, отделенных одна от другой студенистым веществом.  К каждой пластинке подходит нерв, идущий от спинного мозга.  С точки зрения физики эти приспособления представляют своего рода систему конденсаторов большой емкости.  Угорь, накапливая электрическую энергию в этих конденсаторах и по своему усмотрению разряжая ее через тело, прикасающееся к нему, производит электрические удары, чрезвычайно чувствительные для человека и смертельные для мелких животных.  У крупного, долго не разряжающегося угря напряжение электрического тока в момент удара может достигать 800 В.  Обычно же оно несколько меньше. 
Среди других электрических рыб особенно выделяется скат торпедо, который встречается в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах.  Размеры торпедо достигают двух метров, а его электрические органы состоят из нескольких сот пластинок.  Торпедо способен в течение 10-16 с давать до 150 разрядов в секунду, по 80 В каждый.  Электрические органы крупных торпедо развивают напряжение до 220 В. 
У электрического сома, дающего разряды до 360 В, электрический орган располагается тонким слоем под кожей по всему туловищу. 
Характерная особенность рыб, имеющих электрические органы,- их малая восприимчивость к действию электрического тока.  Так, например, электрический угорь без вреда для себя переносит напряжение 220 В. 

Племена, живущие по отдаленным притокам южноамериканских рек Амазонки, Ориноко и других, в местах брода у каждого берега держат на привязи лошадей.  Когда кто-то хочет переправиться на противоположный берег, то он вначале гонит перед собой лошадь (но не едет на ней!), а сам идет следом за лошадью.  Обратный путь он проделывает таким же образом.  Чем объясняется этот весьма своеобразный способ переправы?
В реках северо-восточной части Южной Америки обитает самая мощная из всех известных электрических рыб - электрический угорь.  Почти двухметровые рыбы заставляют прыгнуть стрелку вольтметра до 550 В и производят достаточно тока, чтобы полдюжины стоваттных лампочек вспыхнули, как электрическая реклама. 

По этой причине племена, живущие по притокам этих рек, в местах брода, там, где водится много электрических угрей, устраивают переправу с помощью лошадей.  Электрические угри разряжают свои батареи о ноги лошадей и не успевают перезарядить это оружие, так что люди переходят реку невредимыми. 

Морские миноги всегда приходят в возбуждение от одного присутствия в воде минимального количества химических веществ, выделяемых рыбами, которыми они питаются.  Но только одной химической чувствительности недостаточно для захвата добычи, если, конечно, миноги не наткнутся на нее случайно.  Их глаза настолько атрофированы, что не могут приносить какую-либо пользу в данном случае.  Каким же образом минога может поймать свою жертву?
Морская минога в возбужденном состоянии излучает короткие электрические импульсы.  Каждый такой импульс представляет собой электрический ток, который из одной части тела миноги через воду попадает в другую.  Минога воспринимает любые изменения посланного ею импульса.  Обычно такое изменение означает, что не далее чем сантиметрах в десяти от головы находится какой-то объект, отличающегося по своей электрической проводимости от воды.  Часто этот объект оказывается рыбой, к которой минога тут же присасывается бесчелюстным ртом и начинает "просверливать" отверстие, добираясь до крови. 

Птицы

Почему птицы безнаказанно садятся на провода высоковольтной передачи?
Тело сидящей на проводе птицы представляет собою ответвление цепи, включенное параллельно участку проводника между лапками птицы.  При параллельном соединении двух участков цепи величина токов в них обратно пропорциональна сопротивлению.  Сопротивление тела птицы огромно по сравнению с сопротивлением небольшой длины проводника, поэтому величина тока в теле птицы ничтожна и безвредна.  Следует добавить еще, что разность потенциалов на участке между ногами птицы мала. 

Бывают случаи, когда птицу, сидящую на проводе линии электропередачи, убивает током.  При каких обстоятельствах это может произойти?
Птицы чаще всего гибнут в тех случаях, когда они, сидя на проводе линии электропередачи, касаются столба крылом, хвостом или клювом, то есть соединяются с землей. 

Почему птицы слетают с провода высокого напряжения, когда включают ток?
При включении высокого напряжения на перьях птицы возникает статический электрический заряд, из-за наличия которого перья птицы расходятся, как расходятся кисти бумажного султана, соединенного с электростатической машиной.  Это действие статического заряда и побуждает птицу слететь с провода. 

Деревья и растения

Молния чаще ударяет в деревья с глубоко проникающими в почву корнями.  Почему?
Деревья с корнями, проникающими в глубокие водоносные слои почвы, лучше соединены с землей и поэтому на них под влиянием наэлектризованных облаков накапливаются притекающие из земли значительные заряды электричества, имеющие знак, противоположный знаку заряда облаков. 

Почему из всех деревьев чаще всего молнией поражается дуб?

Благодаря глубоко уходящим в почву корням дуб хорошо заземлен, поэтому он чаще поражается молнией. 

Внутри ствола или снаружи его проходит электрический ток при ударе молнии в сосну?
Электрический ток проходит в основном между корой и древесиной сосны, то есть по тем местам, где концентрируется больше всего соков дерева, хорошо проводящих электричество. 

Почему в лесу молния чаще расщепляет лиственные деревья и значительно реже поражает хвойные?
Ствол смолистого дерева, например сосны, имеет значительно большее сопротивление, чем кора и подкорковый слой.  Поэтому в сосне электрический ток молнии проходит преимущественно по наружным слоям, не проникая внутрь.  Если же молния ударяет в лиственное дерево, то ток протекает внутри его.  В древесине этих деревьев содержится много сока, который закипает под действием электрического тока.  Образовавшиеся пары разрывают дерево. 

Почему гальванометр показывает наличие тока, если к его зажимам присоединить стальную и алюминиевую проволоки, вторые концы которых воткнуть в лимон или свежее яблоко?
Кислота, содержащаяся в лимоне или яблоке, и две разнородные проволоки образуют своеобразный гальванический элемент. 




История энергетики Татарстана  |  Предприятия Татэнерго  |  Техника и технологии
Персоналии  |  Медиа-архив

 
 
Источники информации,
используемые при создании проекта. 
Разработано © ОАО "Татэнерго", 2006
infoservice@tatenergo.ru