Wiedza
Trochę historii o elektryczności
Pierwsze wzmianki o elektryczności można spotkać u starożytnych Greków około 600 lat p.n.e. Znane im było przyciąganie przedmiotów poprzez pocieranie bursztynu, kawałka wełny i zostały przyciągane małe kawałki przedmiotów np. kawałeczki słomy.
Gruntowniejsze badania zjawisk przyciągania przeprowadził i opublikował w roku 1600 angielski lekarz William Gilbert. Stwierdził, że zjawiska elektryczne i magnetyczne różnią się miedzy sobą i są niezależne. Dzięki niemu zawdzięczamy nazwę” elektryczność” utworzoną od słowa greckiego „ elektron. Późniejsze badania Williama stwierdziły że są dwa ładunki „ dodatni” ( + ), ujemny ( – ) i powstała nazwa „ elektryczność dodatnia i ujemna”.
W roku 1785 fizyk francuski Charles August Coulomb odkrył prawa elektrostatyki i magnetostatyki. Ograniczało na te lata zastosowanie między innymi w kompasach w żeglugach statków.
Za właściwe narodziny elektrotechniki możemy uznać 1789. Włoski lekarz Luigi Galvanii na doświadczeniach z żabami stwierdził istnienie sił natury elektrycznej w mięśniach żab. W kilka lat później jego rodak Alessandro Volta wyjaśnił że w doświadczeniach Galvaniego odgrywały zasadniczą role dwa różne metale przykładane do uda żaby i powstawało ogniwo elektryczne w którym odgrywały mięśnie jedynie rolę elektrolitu.
W roku 1799 Volta zbudował pierwsze ogniwo „ stos elektryczny” będący baterią szeregowo połączonych ogniw. Było to pierwsze źródło energii elektrycznej umożliwiającej rozwój elektrotechniki.
W roku 1800 Nicolson dokonał elektrolizy wody. 1802 W.W. Pietrow wynalazł łuk elektryczny, a w roku 1807 Davy odkrył za pomocą elektrolizy metale: sód i potas.
W roku 1819 duński fizyk Hans Christian Oersted zaobserwował oddziaływanie prądu elektrycznego na igłę magnetyczną wykazując związek pomiędzy zjawiskami elektrycznymi i magnetycznymi.
Wielkim krokiem w dziedzinie były przeprowadzone badania w latach 1820 – 1823 prace przez fizyka Andre Maria Ampere`a który doszedł do wniosku że właściwości magnetyczne rudy Fe3O4 oraz stali są wynikiem prądów molekularnych w materii.
W roku 1831 dokonane przez samouka Michaela Faradaya odkrycia indukcji elektromagnetycznej i zbudowanie pierwszej maszyny elektrycznej.
W 1864 Pacinotti i Gramme zbudowali pierwszą prądnice elektryczną, a 1866 ulepszył ją Siemens.
W 1873 angielski uczony James Clark Maxwell rozwinął doświadczenia fal elektromagnetycznych, 1887 niemiecki fizyk Heinrich Hertz potwierdził doświadczalnie zjawiska które zapoczątkowały rozwój radiotechniki.
Dalsze lata związane były w dalszym ciągu udoskonalanie zastosowań elektrotechniki w dziedzinie oświetlenia i budowy silników.
W roku 1876 zbudowany został prototyp żarówki przez A.N. Łodygin, udoskonalona w późniejszych latach przez Th.A Edisona.
Podstawowe pojęcia z elektrotechniki
Układ SI – międzynarodowy układ jednostek miar wszystkich wielkości fizycznych.
Układ CGSE – układ jednostek miar ( cm – centymetr, s – sekunda, g – gram)
Układ MKSA – dotyczy nazw ( metr, kilogram, sekunda, amper)
| Wielkość | Jednostka | Opis |
|---|---|---|
| Prąd | I, i (A) – amper | Amper jest to natężenie prądu elektrycznego |
| Siła | N ( niuton) | Niuton, jest siłą która w ciągu jednej sekundy nadaje masie jednego kilograma przyrost prędkości równy jednemu metrowi na sekundę |
| Praca | J ( dżul) | Dżul jest pracą wykonaną przez siłę równą jednemu niutonowi, gdy punkt przyłożenia przesunął o jeden metr w kierunku jej działania |
| Moc | W ( Wat) | Wat jest mocą, przy której praca wykonywana w ciągu jednej sekundy jest równa jednemu dżulowi |
| Napięcie | U ,u, V ( Volt) | Wolt jest to różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami przewodu, w którym płynie niezmieniający się prąd o natężeniu jednego ampera, gdy moc pobierana między tymi punktami jest równa jednemu watowi |
| Oporność | R, r (Ω) | Ohm jest oporem elektrycznym między dwoma punktami przewodu, gdy niezmienna jest różnica potencjałów równa jednemu woltowi, działająca między tymi punktami |
Podstawowe definicje wzorów
Siła wzajemnego oddziaływania dwóch naładowanych cząstek jest wprost proporcjonalna do iloczynu wartości tych ładunków i odwrotnie do kwadratu odległości między nimi
Jednostką ładunku jest 1 Kulomb
1 kulomb ( 1C) jest to ładunek elektryczny przenoszony w czasie 1 sekundu ( 1s) przez prąd o natężeniu 1 Ampera (1 A)
Wzór:
1C = 1A * 1S
Suma natężeń prądów wpływających do węzła obwodu elektrycznego jest równa sumie natężeń wypływających z tego węzła
Wzór:
I1+I2+I3= I4+I5
W zamkniętym obwodzie suma spadków napięć na oporach równa jest sumie sił elektromotorycznych występujących w tym obwodzie
Wzór:
E = U1+U2
Natężenie prądu stałego (I) płynącego przez przewodnik jest proporcjonalne do napięcia (U) przyłożonego do jego końca
Wzór:
U= R*I
U – napięcie [ V]
R – rezystancja ( opór)[Ω]
I – natężenie ( prąd) [A]
Ilość ciepła wydzielanego w czasie przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny jest wprost proporcjonalna do iloczynu oporu elektrycznego przewodnika, kwadratu natężenia prądu i czasu jego przepływu.
Wzór:
Wyprowadzamy z prawa Ohma
U= I*R
Moc prądu
P=U*I
Qc= I2*R*t
