Постійний струм
Постійний струм - це впорядкований односпрямоване рух зарядів в провіднику. Швидкість здатна змінюватися. Від цього ток постійним бути не перестає. У техніці сюди прийнято відносити і уніполярних послідовність імпульсів. Наприклад, вважається, що струм після випрямного моста постійний. Насправді - це униполярная послідовність імпульсів.
походження електрики
Історія електрики розглядалася в тематиці Змінного струму, але залишилися подробиці. Дочки Фалеса Мілетського світ зобов'язаний знання про електрику. Слово походить від давньогрецького назви бурштину, а першим всерйоз зайнявся дослідженнями Вільям Гілберт. На той час уже відомі роботи Перегрина про магнетизм - єдиний короткий манускрипт, а про Фалес фізик знав по трактатів Аристотеля.
Вихід книги De magnete, magneticisque corparibus etc припав на 1600 рік. Щоб краще зрозуміти обстановку, згадаємо, що після 9 років слідства у вказаний період спалили Джордано Бруно. Без пролиття крові, як вимагали правила інквізиції. Колишній священик за доносом свого друга відправився на багаття. Через 5 років за короля Якова I стався Порохова змова. Суд звинуватив групу католиків в спробі підірвати парламент і навіть зловив - Гая Фокса.
Електрика
Тієї сумної восени дворяни врозріз зі сформованими традиціями піддалися тортурам на дибі. Гай не здавався, але коли почали підписувати свідчення соратники, він вчинив аналогічно. Почерк сильно відрізнявся від звичайного - неможливо писати з понівеченими руками. На страті Гаю допомогли на шибеницю піднятися кати, але він зумів спритно стрибнути і зламати шию, уникнувши подальших болісних процедур.
У цій метушні Вільям Гілберт, пару років не дожив до Порохової змови, і пішов з життя з запровадженням на престол Якова I випускає трактат, пов'язаний з неймовірно загадковими явищами - електрику і магнетизм. Описує, що потертий бурштин відхиляє в бік стрілку компаса, конструює прилад, іменований версором, для спостереження і дослідів. Вченої легко могли звинуватити в чаклунстві - інквізиція і аналогічного роду структури палили відьом. Це торкнулося переважно материкову частину Європи, але і в Англії було жарко. Закон про припинення кримінального переслідування за чаклунство вийшов у Великобританії лише в 1735 році.
Перш постійне електрику цілком могло стати причиною якщо не кари, то неприємних процедур. Отже, Гілберт, набравшись сміливості каже, що електрику вважається слабкою силою, легко руйнується. Варто лише помістити між тілами діелектрик, як ефект тяжіння порушується. Одночасно магнетизм визнається сильною рисою і не залежить від попадання вологи, впливу предметів і іншого. Вибрані тіла здатні електризуватися, а інші ні. Магнетизм зачіпає лише обрані матеріали, а «слабке» явище впливає на все суще (зі слів Гілберта). Помічені і інші характерні риси. Наприклад, магніту властиво сталість, а для електризації тіло слід натерти до «блиску, нагріву або закінчення».
вивчення електрики
Книга сповнена технічних помилок через недосконалість методик дослідження. Але це дало вченим результат, і через двісті років вже придумали Вольтов стовп. Це джерело постійної напруги, трохи нагадує сучасний акумулятор. Непогано, якщо врахувати, що після Фалеса Мілетського пройшло 20 століть (2000 років), поки людина зважився викласти науково просте явище електризації бурштину. Естафету перейняв Нікола Кабе, в Філософії магнетизму (1629 рік) спробував, уникаючи душ у матеріальних тіл, пояснити загадкові явища. З міркувань вченого річ, наділена незвичайними якостями, розсовувала і стискала повітря, через що відбувалися спостерігаються феномени. Наштовхнуло на думку відсутність різниці між звичайними і зарядженими тілами в тисячократних дослідах над постійними об'єктами.
Батьком постійного струму називають Отто фон Геріке, слухала з старанністю працям Гілберта. Вчений захотів створити машину, автоматизувати процес тертя, і прийшов поступово до конструкції першого статичного генератора. Для цих цілей Геріке рекомендує використовувати кулю з сірки завбільшки з дитячу голову. Накопичений електричний потенціал виявився приголомшливим, вчений негайно робить ряд відкриттів:
- Заряди здатні притягатися і відштовхуватися.
- Електрика тече по провідниках.
Перебіг струму по приводів
Реакція наукового світу була відсутня. Ніхто не помітив видатних відкриттів на тлі робіт Геріке по темі розріджених газів. Систематизував відомості з електрики Шарль Дюфе в грудні 1733 року, через багато років після смерті видатного вченого. Експериментатор встановив, що заряди бувають двох знаків, перший негайно охрестили скляним, другий - смоляним. Через пару років європейські держави починають розлучатися з практикою переслідування громадян за чаклунство, відкриття слідують один за одним.
Становлення поняття постійний струм
У міру зростання бажаючих зайнятися електрикою, з'являється більше людей, спраглих слави. Наприклад, зареєстровані повідомлення:
- З курячих яєць, які зазнали впливу електризації, курчата вилуплюються швидше.
- Аналогічні досліди, виконані з насінням, дали прискорений розвиток сільськогосподарських культур.
- Електрика оживляє мертвих тварин.
Припустимо, що частина описаних фактів не зовсім відповідає дійсності. У 1940 році група радянських фізіологів показала, що під дією штучного кровопостачання оживають серце і легені, голова і цілу тварину (собака). Залишається гадати, чому технологія не отримала подальшого розвитку.
струм постійний
Повернемося до електрики: в 1745 році винайдена лейденська банку - перший в світі конденсатор, здатний накопичувати заряд. Обкладинками служили листи олова, діелектриком - скло. Не можна пройти повз Джона Кантона, значно усовершенствовавшего версор Гілберта. Новий прилад назвали електроскопом, він показував взаємодію зарядів і приблизну їх кількісну оцінку. Пристрій складався з маленького деревного кульки, на шовковій нитці підвішеного до гачка. При тому, що піднесло зарядженого тіла проявлявся ефект електростатичного поляризації, об'єкт притягував вантаж.
Надалі дерев'яну намистину замінили на матеріал, здатний приймати заряд, прагнучи визначити знак. Джон Кантон і понині вважається першовідкривачем електростатичного індукції, пояснений Епінус на основі теорії дальнодействия, а естафету переймає Шарль Кулон. У 1784 році озброєний знаннями попередніх поколінь за допомогою крутильних терезів фізик дає визначення власного знаменитому закону. Вперше постійний струм хімічної природи передбачалося отримати в 1791 році Гальвані, але відкриття не відбулося за сформованими обставинами. Вчений займався фізіологією:
- Препарована мертва жаба починала сіпатися під дотиком металевих гачків. Це звичайне обладнання для Вівісектора, просто чудо, що ефект виявився помічений.
- Повторюючи досліди на діелектриках, Гальвані встановив, що ефект не спостерігається ніколи.
З зробленої роботи вчений виніс неправильний висновок про наявність тварини електрики. Тут за роботу взявся великий Алессандро Вольта. Невідомо, скільки жаб замучив чоловік науки, але висновок приголомшливий: електрику, а точніше, постійний струм з'являється при взаємодії металів з різними характеристиками через електроліт - рідини померлої тварини. Навесні 1800 роки з'явився перший в світі джерело, званий вольтова стовпа. Це електрохімічний прилад, де цинкова і мідна пластина занурені в електроліт.
Відкриття спочатку лежало в області фізіології, яка проводить рідиною стала солона вода. Її і сьогодні в екстрених ситуаціях рекомендують використовувати замість крові. Потім вже Волластон замінив солону воду кислотою. Ці відкриття, подібно ядерному реактору, зарядили енергією дослідників. Відкриття стали рости як гриби після теплого осіннього дощу: електроліз, лампи розжарення, електричний двигун, закон Ома для повного кола, вперше відкритий для постійного струму.
Постійний струм в сучасному світі
Отже, щоб прийти від простих дослідів з електризації тіл до постійного струму, людству знадобилося 200 років. Ще через 200, 20 листопада на світ вийшов перший процесор Пентіум IV. Непоганий ривок. Процесор теж харчується постійним струмом, як системний блок в цілому. Споживання електронного мозку становить до 70 Вт. При харчуванні від джерела напругою 3 В струм - понад 20 А. Сьогодні відомо, що контактів у процесора маса, і результуючий струм дійсно великий, але ділиться на безліч гілок. Недарма до подібних агрегатів випускають кулери на 50 і більше Вт (потужність середньої лампочки розжарювання).
Отже, постійний струм панує в електроніці. Залежно від застосовуваного сімейства мікросхем полярність виділяється позитивною і негативною. Ось чому номіналів в блоці живлення безліч. Від постійного струму харчуються крокові двигуни в жорсткому диску або приводі для читання оптичних носіїв, забезпечуючи кращий ККД.
Постійний струм широко застосовується в акумуляторах, здатний зберігатися на відміну від змінного. Запасається, скоріше, напруга, але в даному контексті будемо вважати терміни словами синонімами: заряд і розряд йдуть постійним струмом. До епохи Ніколи Тесла змінний струм не використовували, двигуни та інше обладнання потребували генераторах постійного.
Постійний струм часто використовується в датчиках, іноді у вигляді імпульсів. Це складно зрозуміти, коли напруга змінюється. Але напрямок незмінна - отже, все правильно. Так працюють датчики Холла. Термопару в цій ролі вважають, скоріше, приладом, що працює по напрузі, що віддають цим джерелом постійний струм дуже малий.