История возникновения телевизоров
Первую камеру-обскуру, которая являлась самым ранним прототипом телевизора, создали ещё в Средневековье. Она могла преобразовывать свет в оптическое изображение. Однако создание полноценного телевизора было предопределено лишь с изобретением первого радио. Официально создатель последнего – Маркони, на отечественной территории им считается Попов. Однако есть множество доказательств того, что к этому событию имеет отношение и ряд других учёных.
Аналогичная ситуация происходит и с именем создателя телевизора. Однако стоит отметить, что разработка этой идеи происходила поэтапно. Официально изобретателем первого телевизора считается Зворыкин. Его родная страна – Российская империя, после революции в которой он иммигрировал в США. А различные составляющие устройства аппарата создали многие деятели науки из самых разных стран. Вот список важных открытий, ключевых фигур и их изобретений, без которых было бы невозможно осуществление идеи телевещания.
- В 1817 году в Европе благодаря открытию селена свет научились преобразовывать в электричество.
- В 1856 году Гейслер создал безынерционную трубку, которая превращала электроэнергию в оптическое изображение при помощи газа.
- В 1880 году Бахметьев предложил технологию передачи изображения на расстояние, основанную на перспективе.
- В 1889 году Столетовым был создан знаменитый фотоэлемент. Он основывался на открытии Герца, называемого фотоэффектом. Оно описывает влияние света на электричество. Исследованиями на эту тему одно время занимался и Альберт Эйнштейн.
- Немецкий учёный Нипков придумал одноименный диск, который сканировал и передавал изображения на специальный приемник. По сути, это устройство было способно построчно считывать изображение. При быстром вращении диска с отверстиями свет, проходящий через них, сливался в цельное изображение. Для того чтобы получить картинку размером со спичечный коробок, необходимо было использовать диск Нипкова диаметром 40 см.
- Именно преподаватель из Санкт-Петербурга Пермский во время одного из своих выступлений дал этому аппарату современное название – «телевизор».
Механических
Шотландец Лоуги при помощи диска Нипкова впервые продемонстрировал движения силуэта на экране. Считается, что именно им был сделан первый механический телевизор. Частота смены кадров его устройства – 5 штук в секунду. Однако впоследствии выяснилось, что механический телевизор был своего рода «тупиком». Для него являлось невозможным увеличение разрешения изображения.
Электронных
В какой-то момент стало очевидно, что механическое телевидение является тупиковым. Тогда-то и стали искать направление для дальнейшего развития этого устройства. Таким образом, после ряда экспериментов создателем первого в мире электронного телевизора вскоре стал русский учёный Розинг. Он считается им после создания знаменитой ЭЛТ (электронно-лучевой трубки), которую он назвал иконоскопом.
Исследования на эту тему продолжил учёный Кэмпбелл-Суинтон. Несмотря на то что серьезного прорыва совершить ему в этой области не удалось, он внёс существенный вклад в теорию развития телевидения.
В 1927 году японец Такаянаги продемонстрировал миру телевизионную систему в 100 линиях при помощи электронно-лучевой трубки и диска Нипкова.
Катаев, будучи последователем Розинга, создал «радиоглаз», который был похож по своему устройству на иконоскоп.
В конце 20-х годов прошлого века шотландец Бэрд впервые презентовал устройство, с виду напоминающее современный телевизор.
И, наконец, в 1935 году уже в США Зворыкин получил официальный патент на первый в мире иконоскоп, который он изобрел ещё тремя годами ранее.
Немного практики — ремонтируем старый удлинитель
Если дома завалялся старый неработающий удлинитель, выкидывать его не стоит. То есть просто не стоило раньше, а теперь после прочтения этого материала уже и поздно. Надо ведь теперь применить полученные знания, отдохнуть от скучной теории, да и просто руки размять. В первую очередь разбирается корпус вилки и самого удлинителя и проверяются контакты. Они могут отгореть, окислиться, может быть переломлен провод на сгибе. Если обнаружилась одна из этих причин, провод аккуратно обрезается ножом, зачищается и прикручивается на место, после чего все собираем как было и проверяем. Заработало? Поздравляю с первым, пусть простым, но все-таки ремонтом электротехники! Нет? Тогда где-то поврежден провод. Иногда встречаюсь с рекомендациями вроде «осмотри провод, посади на скрутку и замотай изолентой». Можно, конечно сделать и так, но… Начнем с того, что удлинитель сразу теряет первоначальный внешний вид. Потом надежность контакта. Да, скрутку нередко используют в электрике, но в основно в тех местах, где провода неподвижны (например в распределительных коробках). Но провод на наличие повреждений осмотреть все же стоит — если оно находится недалеко от вилки или блока розеток, то его можно просто обрезать, зачистить концы и прикрутить на свое место. Если же повреждение где-то ближе к средине провода, то намного разумнее заменить его новым, желаемой длины и сечения. В итоге удлинитель будет отремонтирован в любом случае, но при замене провода станет более удобным, так как длина и сечение подбирались исходя из потребностей.
История возникновения
Много лет назад люди наблюдали за природными явлениями, имеющими электрическую природу. В 600 г. до н.э. в Греции экспериментально установили, что потертая шерстью окаменелая смола притягивает предметы.
В 30-е гг. ХХ веке археологи нашли горшки, внутри которых находились медные листы. Эти своеобразные батареи для освещения были обнаружены в Багдаде, что дает основания предположить, что разработка принадлежит древним персам.
В 1600 году слово electricus использовалось Уильямом Гилбертом для описания статической энергии, возникающей при механическом взаимодействии веществ. Томас Браун в ряде исследовательских трудов использовал категорию «электричество» («янтарность»). С этого времени началась эра экспериментов с целью разгадки природы явления. Дата каждого из них вписана в историю.
Период ранних открытий подготовил базис для развития науки, проведения исследований, разработки оборудования для транспортирования электричества.
Электричество в природе
Молния ночью в Денвере
Ярким проявлением электричества в природе служат молнии, электрическая природа которых была установлена в XVIII веке. Молнии издавна вызывали лесные пожары. По одной из версий, именно молнии привели к первоначальному синтезу аминокислот и появлению жизни на земле (Эксперимент Миллера — Юри и Теория Опарина — Холдейна). Атмосфера Земли представляет собой гигантский конденсатор, нижняя обкладка которого (земная поверхность) заряжена отрицательно, а верхняя обкладка (верхние слои атмосферы до высоты 50 км) положительно. Разность потенциалов между поверхностью Земли и верхними слоями атмосферы составляет 400 кВ, вблизи поверхности Земли существует постоянное электрическое поле напряжённостью 100 В/м. Отрицательный заряд земной поверхности поддерживается молниями Весьма сомнительное утверждение[источник не указан 214 дней].
Для процессов в нервной системе человека и животных решающее значение имеет зависимость пропускной способности клеточной мембраны для ионов натрия от потенциала внутриклеточной среды. После повышения напряжения на клеточной мембране натриевый канал открывается на время порядка 0,1 — 1,0 мс., что приводит к скачкообразному росту напряжения, затем разность потенциалов на мембране снова возвращается к своему первоначальному значению. Описанный процесс кратко называется нервным импульсом. В нервной системе животных и человека информацию от одной клетки к другой передают нервные импульсы возбуждения длительностью около 1 мс. Нервное волокно представляет собой цилиндр, наполненный электролитом. Сигнал возбуждения передаётся без уменьшения амплитуды вследствие эффекта кратковременного увеличения проницаемости мембраны для ионов натрия.
Многие рыбы используют электричество для защиты и поиска добычи под водой. Южноамериканский электрический угорь способен генерировать электрические разряды напряжением до 500 вольт. Мощность разрядов электрического ската может достигать 0,5 кВт. Акулы, миноги, некоторые сомообразные используют электричество для поиска добычи. Электрический орган рыб работает с частотой несколько сотен герц и создаёт напряжение в несколько вольт. Электрическое поле улавливается электрорецепторами. Находящиеся в воде предметы искажают электрическое поле. По этим искажениям рыбы легко ориентируются в мутной воде.
Исаак Ньютон (1643 — 1727 гг.)
Исаак Ньютон родился в Англии в семье фермеров. В детстве он не мог похвастаться крепким здоровьем, часто проводил время в одиночестве, погружаясь в чтение, проведение опытов и экспериментов.
Мать хотела, чтобы вместо обучения в школе он помогал вести хозяйство, но за талантливого ученика вступились преподаватели, и Ньютон продолжил получать образование. Спустя годы он попал в Кембридж.
Ученый прожил более 80 лет — очень долгую жизнь. В старости он изучал Священное Писание, историю религии, интересовался алхимией, описывал свои философские взгляды. Также Ньютон написал книгу собственных размышлений о жизни, но она сгорела вместе со многими научными разработками. Это так потрясло физика, что он стал страдать нервным расстройством.
Труды Исаака Ньютона повлияли на развитие науки на много веков вперед:
- открыл теорию движения небесных тел;
- сформулировал закон всемирного тяготения;
- разработал 3 закона классической механики;
- выдвинул гипотезу о том, что Земля не идеально круглая, а слегка сплюснута со стороны полюсов;
- развивал такую научную дисциплину, как оптика;
- начал изучение скорости звука.
Как работает электричество, электризация
Современный виток исследований
Грандиозный рывок в развитии электротехники совершил легендарный учёный, физик и изобретатель Никола Тесла на рубеже XIX, XX веков. Многие изобретения Теслы ещё ждут нового витка исследований в области электротехники для того, чтобы они были внедрены в жизнь.
Сейчас ведутся исследовательские работы по получению новых сверхпроводимых материалов, созданию совершенных компонентов электрических цепей с высоким КПД.
Дополнительная информация. Открытие графена и получение из него новых токопроводящих материалов предрекают грандиозные перемены в сфере использования электричества.
Наука не стоит на месте. С каждым годом человечество становится свидетелем появления более совершенных источников электроэнергии, вместе с этим и создания приборов, машин и различных агрегатов, потребляющих экологически чистую энергию в виде электрического тока.
Кто первым изобрел телевизор
От теории к точной науке
Закон Ома для неоднородного участка
Теоретическая база, накопленная за несколько последних столетий, позволила в ХХ веке полученные знания переформатировать в точную науку. Основополагающие открытия и изобретения появились, благодаря тем учёным, кто открыл природу электрического тока. Точно установить, в каком году изобрели искусственное электричество, невозможно. Это произошло в основном в течение 18 и 19 веков.
Назвать того, кто первый изобрёл ток, довольно затруднительно. Скорее всего, это можно приписать целому ряду великих учёных, упомянутых выше. К этому приложили руку выдающиеся физики Америки, Англии, Франции, Италии, России и многих других стран Европы.
Несомненную бессмертную славу заслужили такие изобретатели и теоретики электротехники, как Эдисон и Тесла. Последний много приложил усилий по теоретическому обоснованию природы магнетизма, успешно реализовывал его на практике. Тесла является создателем беспроводного электричества.
Закон взаимодействия зарядов
Одной из фундаментальных скрижалей науки об электричестве является закон взаимодействия зарядов, известный как закон Кулона. Он гласит о том, что сила взаимодействия двух точечных зарядов находится в прямой пропорциональной зависимости от произведения количеств зарядов и обратно пропорциональна расстоянию в квадрате между этими точками.
Закон Кулона
Изобретение батареи
Документальным подтверждением изобретения электрической батареи считается предложенное устройство итальянским учёным Алессандро Вольта. Прибор назвали вольтовым столбом. Он представлял собой своеобразную этажерку, сложенную из медных и цинковых пластинок, переложенных кусками войлока, смоченного раствором серной кислоты.
Вверху и внизу столба создавался электрический потенциал, разряд которого можно было почувствовать, приложив к столбу ладони рук. В результате взаимодействия атомов металлов, возбуждённых электролитом, внутри батареи накапливалась электроэнергия.
Изобретатель гальванического электричества, Алессандро Вольта, положил начало появлению того, что сегодня называют батарейками.
Появление понятие тока
Выражение «ток» возникло одновременно с появлением электричества в лаборатории физика Уильяма Гилберта в 1600 году. Ток характеризует направленность электрической энергии. Он может быть как переменным, так и постоянным.
Закон электрической цепи
Бесценный вклад в развитие теории электричества внёс в XIX веке немецкий физик Кирхгофа. Он был автором терминов таких, как ветвь, узел, контур. Законы Кирхгофа стали основой построения всех электрических цепей радиоэлектронных и радиотехнических приборов и устройств.
Первый закон гласит: «Сумма электрических зарядов, идущих в узел в течение определённого времени, равна сумме зарядов, уходящих из него за это же время».
Второе положение Кирхгофа можно выразить так: «При прохождении токов через все ветви контура падает потенциал. При их возвращении в исходный узел потенциал полностью восстанавливается и достигает своей первоначальной величины. То есть утечка энергии в пределах замкнутого электрического контура равняется нулю».
Электромагнитная индукция
Явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре проводника при прохождении через него переменного магнитного поля описал в 1831 году Фарадей. Теория электромагнитной индукции позволила открывать последующие законы электротехники и изобретать различные модели генераторов как постоянного, так и переменного тока. Эти устройства демонстрируют, как появляется и проистекает электричество в результате действия электромагнитной индукции.
Легенды в истории изобретения стекла
В каком году было изобретено стекло, точно сказать нельзя. Если верить археологическим раскопкам, это вещество появилось еще во времена Древнего Египта. При этом сказать, кто именно придумал этот материал, достаточно сложно. На этот счет существует много легенд.
Одну из них пересказал древнеримский ученый Плиний. Согласно его описанию, изобретение стекла приписывают финикийским купцам. Они везли из Египта в Месопотамию соду и решили переночевать на песчаном побережье. Сода, которую везли купцы, попала в разведенный ими костер, а с утра они нашли в остывших углях новое вещество.
Достоверность этой легенды вызывает немало сомнений. Однако в древнейших центрах цивилизации человечества стекло было прекрасно известно уже в третьем тысячелетии до нашей эры. Это касалось долины Нила, междуречья Тигра и Евфрата. С давних времен стеклянные изделия встречались на восточном побережье Средиземного моря. Материал выплавляли на открытом огне при небольшой температуре.
Томас Эдисон коммерциализировал электричество
В 1879 году Томас Альва Эдисон изобрел практичную лампочку, которая прослужит долго, прежде чем перегореть. Его следующей задачей была разработка электрической системы, которая могла бы обеспечить людей реальным источником энергии для питания этих ламп.
В 1882 году он построил первую электростанцию в Лондоне, чтобы вырабатывать электроэнергию и переносить ее в дома людей. Несколько месяцев спустя он создал еще одну электростанцию в Нью-Йорке для обеспечения электрическим освещением нижней части острова Манхэттен. Около 85 потребителей получили достаточно энергии, чтобы зажечь 5000 ламп.
На заводе использовались возвратно-поступательные паровые двигатели для включения генераторов постоянного тока. Но так как это было распределение постоянного тока, зона обслуживания была ограничена падением напряжения в фидерах.
Никола Тесла изобрел переменный ток
Поворотный момент в электрической эре наступил через несколько лет, когда Никола Тесла приехал в Нью-Йорк, чтобы работать на Эдисона. Он покинул Edison Machine Works через шесть месяцев из-за невыплаченных бонусов, которые, по его мнению, он заработал.
Вскоре после ухода из компании Тесла обнаружил новый тип двигателя переменного тока и технологию передачи электроэнергии. Он объединился с Джорджем Вестингаузом, чтобы запатентовать систему переменного тока, чтобы обеспечить страну электроэнергией высочайшего качества.
Энергетическая система, изобретенная Теслой, быстро распространилась в США и Европе благодаря своим преимуществам в дальней высоковольтной передаче. Первая гидроэлектростанция Теслы в Ниагарском водопаде могла транспортировать электроэнергию более чем на 200 квадратных миль. В отличие от этого, эдисоновская электростанция постоянного тока могла транспортировать электричество только в пределах одной мили.
Сегодня переменный ток вырабатывается большинством электростанций и используется почти всеми системами распределения электроэнергии. Общее мировое валовое производство электроэнергии в 2019 году составило 27 644 ТВтч.
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.
Кто придумал электричество
Когда появилось электричество в России
Даты, когда в России началась эра использования электроэнергии, называют разные. Все зависит от критерия, по которому ее устанавливают.
Многие соотносят это событие с 1879 годом. В Петербурге тогда были установлены электрические фонари на Литейном мосту. Но есть люди, которые считают датой появления в России электричества начало 1880 года – дату создания электрического отдела в Российском техническом обществе.
Через три года в Российской империи создали «Общество электроосвещения», которое занялось разработкой плана установки фонарей на улицах Москвы и Санкт-Петербурга. А еще через пару лет начинается всюду по империи строительство и оснащение электростанций.
Из чего состоит электроэнергия
Все, что окружает нас, в том числе и люди, состоит из атомов. Атом же состоит из положительно заряженного ядра. Вокруг этого ядра вращаются отрицательно заряженные частицы, которые называются электронами. Эти частицы нейтрализуют положительный заряд ядра. Потому атом имеет нейтральный заряд. Образуется электричество направленным перемещением электронов из одного атома на другой. Такое действие можно осуществить с помощью генератора, трения или химической реакции.
Внимание! Процесс основан на свойстве притяжения частиц, имеющих разные заряды, и отталкивания одинаковых зарядов. В результате возникает ток, который может передаваться через проводники (чаще всего металлы)
Материалы, которые не способны передавать ток, называются изоляторами. Хорошие изоляторы – это дерево, пластмассовые и эбонитовые предметы.
Как образуется разное электричество
переменный или постоянный ток
В быту человеку постоянно приходится сталкиваться с ним, поскольку одежда синтетической природы есть в каждом доме. А она во время трения накапливает заряд. Некоторые предметы одежды при раздевании или одевании дают такой эффект.
Об этом сигнализируют искры и треск. Источники статического электричества находятся в каждой квартире. Это бытовые электроприборы и компьютеры, электризующие мельчайшую пыль, которая оседает на полу, поверхностях мебели и одежде. Она оказывает отрицательное действие на здоровье людей.
Важно! Для получения электроэнергии создают магнитное поле. Оно притягивает электроны, заставляя их двигаться по проводнику
Этот процесс перемещения частиц называется электрическим током. При стационарном магнитном поле ток течет по проводнику постоянный.
Наука электродинамика
Это связано с тем, что все тела состоят из заряженных частиц. Взаимодействие между ними намного сильнее гравитационных. И в настоящее время эта наука является наиболее полезной для человечества.
Основателем науки признан ученый Гильберт. До 1600 г. наука эта была на уровне знаний Фалеса. Гильберт попытался построить теорию электричества.
До него замеченные греческим ученым свойства притяжения считались только забавным фактом. Гильберт свои наблюдения проводил, используя электроскоп. Его исследования и научные основания стали основополагающим этапом в науке. А само название стало применяться с 1650 г.
Современная наука об электрических явлениях и законах называется электродинамикой. Сейчас трудно себе представить жизнь без электроэнергии. С помощью электрического тока созданы многие приборы, помогающие передавать информацию на огромные расстояния, даже в космос. Технический прогресс позволил поставить его на службу всему человечеству, все больше открывая тайны этого природного явления. Но все же в этой области науки еще содержится много неизведанного.
Откуда появилось электричество
Кто изобрел электричество
«Прозябал бы в неизвестности»
Тем досаднее, что в самой России к изобретению инженера поначалу отнеслись прохладно, без должного внимания. Лишь в октябре 1878 года было произведено пробное освещение в Кронштадте, в казармах и на площади у дома командира морского порта. Затем 8 шаров со «свечами Яблочкова» установили в здании Большого (Каменного) театра в Санкт-Петербурге. Публика оказалась впечатлена.
Статья по теме
По стопам Кулибина. 10 изобретений, которые качественно изменили нашу жизнь Там же, в Северной столице, была основана акционерная . Она занялась обустройством этого самого освещения в крупных городах страны. «Ничто не распространялось так быстро, как свечи Яблочкова», — писали газеты в то время. Это был триумф.
Только убедившись в том, что его научно-техническая деятельность получила признание на родине, инженер вернулся в Россию. Знаменитое «нет пророка в своём отечестве» — это как раз об истории его изобретения. Вот что писал журнал «Наука и жизнь» в 1890 году: «Как это ни прискорбно, но в России нет места русским изобретателям, пока они не получат заграничного клейма. <…> Яблочков и поныне „прозябал бы в неизвестности“, если бы не побывал в Лондоне и Париже».
К концу XIX века появились более совершенные конструкции электрических ламп, и от «свечи Яблочкова» постепенно стали отказываться. Изобретатель умер в родном Саратове в возрасте всего лишь 46 лет, до последнего дня работая над чертежами электрического освещения этого города. На его могильном памятнике, установленном в селе Сапожок, выбиты слова, которые он когда-то сказал: «Электрический ток будет подаваться в дома, как газ или вода».
Отличия от остальных видов
Если рассмотреть графики основных типов электротока, то никаких вопросов не возникнет. Линия постоянного будет прямой, остающейся на одном уровне с течением времени, переменного — пилообразной. В отличие от последнего, первый не обладает таким параметром, как частота, вернее, в этом случае она является нулевой. Кроме того, направление постоянного тока не меняется со временем. Различается и обозначение — DC (direct current) и AC (alternating current). Как нетрудно догадаться, первый — это постоянный, а второй — переменный. К тому же последняя разновидность может быть как одно-, так и трехфазной. В этом и заключаются основные отличия.