تاريخ المغناطيسية والكهرباء

600 قبل الميلاد – حجر المغناطيس

الخصائص المغناطيسية للفريت الحديديك الطبيعي (Fe3يا4) الحجارة (أحجار) تم وصفها من قبل الفلاسفة اليونانيين.

600 قبل الميلاد – شحنة كهربائية

العنبر هو مصفر, معدن شفاف. مبكرا قدر الامكان 600 قبل الميلاد الفيلسوف اليوناني, أريستوفانيس كان على علم بخصائصه الغريبة: عندما يفرك بقطعة من الفراء, يطوّر الكهرمان القدرة على جذب قطع صغيرة من المواد مثل الريش. لعدة قرون هذا غريب, كان يُعتقد أن الخاصية التي لا يمكن تفسيرها تكون فريدة بالنسبة للكهرمان. وظل هذا التأثير الغريب لغزا لأكثر من مرة 2000 سنين, حتى, حوالي م 1600, الدكتور ويليام جيلبرت قام بالتحقيق في تفاعلات الكهرمان والمغناطيس وقام بتسجيل الكلمة لأول مرة 'كهربائي’ في تقرير عن نظرية المغناطيسية.

في وقت لاحق, في 1895, ها. لورنتز طورت نظرية الإلكترون. نحن نعلم الآن أن هناك ثلاث طرق لتوليد الكهرباء: ثابت, الحث الكهروكيميائي والكهرومغناطيسي.

1175 – المرجع الأول للبوصلة

ألكسندر نيكيم، راهب إنجليزي من سانت. يصف ألبانز طريقة عمل البوصلة.

1269 – الوصف التفصيلي الأول للبوصلة

بيتر بيريجرين من ماريكورت, صليبي فرنسي, يصف بوصلة عائمة وبوصلة ذات نقطة محورية.

1600 – الكهرباء الساكنة (بواسطة ماجنيتي)

في القرن السادس عشر, وليام جيلبرت(1544-1603), طبيب البلاط للملكة إليزابيث الأولى, ثبت أن العديد من المواد الأخرى هي كهربائي (من الكلمة اليونانية ل العنبر, إلكترون) وأن لديهم تأثيرين كهربائيين. عندما يفرك مع الفراء, يكتسب الكهرمان كهرباء راتنجية; زجاج, لكن, عندما يفرك بالحرير, يكتسب الكهرباء الزجاجية. الكهرباء تطرد نفس النوع وتجذب النوع المعاكس من الكهرباء. اعتقد العلماء أن الاحتكاك هو الذي أدى بالفعل إلى توليد الكهرباء (كلمتهم مقابل التهمة). ولم يدركوا أن كمية متساوية من الكهرباء المعاكسة بقيت على الفراء أو الحرير. دكتور. وليام جيلبرت, أدركت أنه تم إنشاء القوة, عندما قطعة من العنبر (الراتنج) تم فركه بالصوف وجذب الأشياء الخفيفة. في وصف هذه الخاصية اليوم, نقول أن العنبر هو “مكهرب” أو يمتلك و “شحنة كهربائية”. هذه المصطلحات مشتقة من الكلمة اليونانية “إلكترون” بمعنى العنبر ومن هذا, على المدى “كهرباء” تم تطويره. ولم يحدث هذا حتى نهاية القرن التاسع عشر “شئ ما” تم العثور على أنها تتكون من الكهرباء السلبية, المعروفة اليوم بالإلكترونات.

درس جيلبرت أيضًا المغناطيسية وفي 1600 كتب “من المغناطيس” مما أعطى أول تفسير عقلاني للقدرة الغامضة لإبرة البوصلة على الإشارة بين الشمال والجنوب: كانت الأرض نفسها مغناطيسية. “بواسطة ماجنيتي” افتتح عصر الفيزياء الحديثة وعلم الفلك وبدأ قرناً تميز بإنجازات جاليليو العظيمة, كيبلر, نيوتن وآخرون.

سجل جيلبرت ثلاث طرق لمغنطة إبرة فولاذية: عن طريق اللمس مع حجر التحميل; عن طريق الرسم البارد في اتجاه الشمال والجنوب; وعن طريق التعرض لفترة طويلة للمجال المغناطيسي للأرض أثناء وجودها في اتجاه الشمال والجنوب.

1660 – مولد كهرباء ساكنة

اخترع أوتو فون غيريكه آلة خام لإنتاج الكهرباء الساكنة.

1729 – الموصلات وغير الموصلات

يصف ستيفن جراي أن الطاقة التي يمتلكها جسم مكهرب يمكن أن تنتقل إلى جسم آخر عن طريق توصيلهما.

1734 – الجذب والتنافر الكهربائي

تشارلز فرانسوا دي سيستيرناي دو فاي هو أول من تعرف على نوعين من الكهرباء.

1730 – المغناطيس المركب

تنتج شركة Servigton Savery أول مغناطيس مركب عن طريق ربط عدد من المغناطيسات الاصطناعية مع قطعة قطب مشتركة في كل طرف.

1740 – أول مغناطيس تجاري

ينتج جوين نايت أول مغناطيس اصطناعي للبيع للباحثين العلميين والملاحين الأرضيين.

1745القوة الكهربائية, مكثف

يعد Leyden Jar واحدًا من أقدم وأبسط أشكال المكثفات الكهربائية, اخترع بشكل مستقل عنه 1745 بقلم الفيزيائي الهولندي بيتر فان موشنبروك من جامعة ليدن وإيفالد جورج فون كليست من بوميرانيا. كانت جرة ليدن الأصلية عبارة عن جرة زجاجية مغلقة تحتوي على الماء, بسلك أو مسمار يمتد من خلال السدادة إلى الماء. تم شحن الجرة عن طريق الإمساك بها بيد واحدة وجعل الطرف المكشوف من السلك ملامسًا لجهاز كهربائي. إذا انقطع الاتصال بين السلك ومصدر الكهرباء, وتم لمس السلك باليد الأخرى, حدث التفريغ الذي كان بمثابة صدمة عنيفة.

إذا أ تكلفة يتم وضع Q على الصفائح المعدنية, يرتفع الجهد إلى المبلغ V. مقياس قدرة المكثف على تخزين الشحنة هو السعة C, حيث C = Q/V. تتدفق الشحنة من المكثف تمامًا كما تتدفق من البطارية, ولكن مع اختلاف واحد كبير. عندما تغادر الشحنة صفائح المكثف, ولا يمكن الحصول على المزيد دون إعادة الشحن. يحدث هذا لأن القوة الكهربائية متحفظة. الطاقة المنبعثة لا يمكن أن تتجاوز الطاقة المخزنة. تسمى القدرة على بذل شغل بالجهد الكهربائي.

ويرتبط أيضًا نوع من الحفاظ على الطاقة emf. الطاقة الكهربائية التي يمكن الحصول عليها من البطارية محدودة بالطاقة المخزنة في الروابط الجزيئية الكيميائية. كلاهما emf و الإمكانات الكهربائية يتم قياسها في فولت, و, للأسف, مصطلحات الجهد, محتمل, و emf يتم استخدامها بشكل فضفاض إلى حد ما. على سبيل المثال, غالبًا ما يستخدم مصطلح إمكانات البطارية بدلاً من emf.

1747الكهرباء الزجاجية, حفظ الشحنة

بنيامين فرانكلين (1706-90) كانت مطبعة أمريكية, مؤلف, فيلسوف, دبلوماسي, عالم, ومخترع.

بعد اكتشاف جيلبرت أن قوة الشحنة الكهربائية تنشأ عن احتكاك مواد مختلفة, بنيامين فرانكلين في 1747, تحسين على هذا من خلال الإعلان عن أن هذا الشحنة الكهربائية توجد من نوعين من القوى الكهربائية, قوة جاذبة وقوة طاردة. (وليام واتسون (1715-87) في إنجلترا توصلت بشكل مستقل إلى نفس النتيجة.) للتعرف على هاتين القوتين, أعطى الأسماء, الشحنات الموجبة والسالبة والرمز لها, استخدم + و – علامات + كونها إيجابية و – للسلبية. بنيامين فرانكلين أدركت أن جميع المواد تمتلك نوع واحد من الكهرباء “سائل” يمكنه اختراق المادة بحرية، لكن لا يمكن خلقه أو تدميره. إن عملية الفرك تؤدي فقط إلى نقل السائل من جسم إلى آخر, كهربة على حد سواء. لقد وضع فرانكلين وواتسون مبدأ حفظ الشحنة: الكمية الإجمالية للكهرباء في نظام معزول ثابتة. عرف فرانكلين السائل, الذي يتوافق مع الكهرباء الزجاجية, إيجابية ونقص السوائل سلبي. وبالتالي, وفقا لفرانكلين, وكان اتجاه التدفق من الإيجابية إلى السلبية–عكس ما هو معروف الآن أنه صحيح. وقد تم تطوير نظرية لاحقة عن اثنين من السوائل, التي بموجبها تتجاذب العينات من نفس النوع, في حين أن تلك الأنواع المعاكسة تتنافر.

كان فرانكلين على دراية بـ جرة ليدن (وعاء زجاجي مغلف من الداخل والخارج بورق القصدير), كيف يمكنها تخزين الشحنة وكيف تسبب صدمة عند تفريغها. تساءل فرانكلين عما إذا كان البرق والرعد ناتجين أيضًا عن التفريغ الكهربائي. خلال عاصفة رعدية في 1752, طار فرانكلين طائرة ورقية ذات طرف معدني. في نهاية الرطب, قام بإجراء خط القنب الذي طارت عليه الطائرة الورقية وأرفق مفتاحًا معدنيًا, الذي ربط به خيطًا حريريًا غير موصل للكهرباء كان يحمله في يده. وكانت التجربة خطيرة للغاية, لكن النتائج كانت لا لبس فيها: عندما أمسك مفاصل أصابعه بالقرب من المفتاح, يمكنه أن يستمد منها الشرر. قُتل الاثنان التاليان اللذان جربا هذه التجربة الخطيرة للغاية.

1750 – الكتاب الأول عن صناعة المغناطيس

ينشر جون ميتشل أول كتاب عن صناعة المغناطيس الفولاذي.

1757قوة, محرك بخاري

جيمس وات(1736-1819) لم يجر أي تجارب كهربائية. كان صانعًا للأدوات عن طريق التجارة وأنشأ ورشة إصلاح في جلاسكو في 1757. قام وات بقياس معدل الشغل الذي يبذله الحصان في سحب القمامة إلى أعلى عمود منجم قديم ووجد أنه يصل إلى حوالي 22,000 قدم رطل في الدقيقة. وأضاف هامشا من 50% الوصول إلى 33,000 قدم رطل يساوي قوة حصان واحد.

جيمس وات, كما اخترع محرك التكثيف البخاري. حصلت تحسيناته على المحركات البخارية على براءة اختراع على مدى فترة من الزمن 15 سنين, ابتداء من 1769 وأطلق اسمه على وحدة الطاقة الكهربائية, ال وات. عندما تم دمج مولد إديسون مع محرك وات البخاري, أصبح توليد الكهرباء على نطاق واسع اقتراحًا عمليًا.

1767القوة الكهربائية

كان معروفًا منذ وقت مبكر 1600 أن تتضاءل قوة التجاذب أو التنافر مع انفصال الشحنات. تم وضع هذه العلاقة لأول مرة على دقة عددية, أو الكمية, مؤسسة جوزيف بريستلي, صديق بنجامين فرانكلين. في 1767, بريستلي استنتج بشكل غير مباشر أنه عندما تكون المسافة بين اثنين صغيرة, يتم زيادة الأجسام المشحونة بواسطة بعض العوامل, يتم تقليل القوى بين الأجسام بواسطة مربع العامل. على سبيل المثال, إذا تضاعفت المسافة بين الشحنات ثلاث مرات, تنخفض القوة إلى تسع قيمتها السابقة. على الرغم من صارمة, كان برهان بريستلي بسيطاً جداً لدرجة أنه لم يدافع عنه بقوة. لم يتم اعتبار الأمر محسومًا حتى 18 بعد سنوات, متى جون روبنسون قامت اسكتلندا بإجراء قياسات مباشرة أكثر للقوة الكهربائية المعنية.

1780التيار الكهربائي

بسبب حادث عالم إيطالي في القرن الثامن عشر لويجي جالفاني وبدأت سلسلة من الأحداث التي بلغت ذروتها في تطور مفهوم الجهد الكهربي واختراع البطارية. في 1780 لاحظ أحد مساعدي جالفاني أن ساق الضفدع المشرحة ارتعشت عندما لمس عصبها بالمشرط. واعتقد مساعد آخر أنه رأى شرارة من مولد كهربائي مشحون قريب في نفس الوقت. ورأى جالفاني أن الكهرباء هي سبب تقلصات العضلات. لقد ظن خطأً, لكن, أن التأثير كان بسبب نقل سائل خاص, أو “الكهرباء الحيوانية,” بدلاً من الكهرباء التقليدية.

تجارب مثل هذه, حيث يتم تحفيز أرجل الضفدع أو الطيور عن طريق ملامسة أنواع مختلفة من المعادن, بقيادة لويجي جالفاني 1791 ليقترح نظريته القائلة بأن الأنسجة الحيوانية تولد الكهرباء. في تجربة ما أسماه كهرباء الغلاف الجوي, وجد جالفاني أن عضلة الضفدع ترتعش عند تعليقها بخطاف نحاسي على شبكة حديدية.

1792الكيمياء الكهربائية, الخلية الفولتية

بواسطة 1792 عالم إيطالي آخر, اليساندرو فولتا, اختلف: لقد أدرك أن العوامل الرئيسية في اكتشاف جالفاني كانت المعدنين المختلفين – السكين الفولاذي ولوحة القصدير – الذي كان يرقد عليه الضفدع. المعادن المختلفة, مفصولة بالأنسجة الرطبة للضفدع, كانوا يولدون الكهرباء. كانت ساق الضفدع مجرد كاشف.

في 1800,وقت أظهر أنه عندما تأتي الرطوبة بين معدنين مختلفين, يتم إنشاء الكهرباء. وهذا ما دفعه إلى اختراع الأول بطارية كهربائية, ال كومة فولتية, التي صنعها من صفائح رقيقة من النحاس والزنك مفصولة بلوح رطب (شعرت غارقة في محلول ملحي).

بهذه الطريقة, تم اكتشاف نوع جديد من الكهرباء, الكهرباء التي تتدفق بثبات مثل تيار الماء بدلاً من تفريغ نفسها في شرارة أو صدمة واحدة. أظهر فولتا أنه يمكن جعل الكهرباء تنتقل من مكان إلى آخر عن طريق الأسلاك, مما يقدم مساهمة مهمة في علم الكهرباء.

1820الكهرومغناطيسية, حاضِر

في 1820, فيزيائي هانز كريستيان أورستد, تعلمت أن أ حاضِر إن التدفق عبر سلك من شأنه أن يحرك إبرة البوصلة الموضوعة بجانبه. هذا أظهر أن كهربائي حاضِر أنتجت مجالا مغناطيسيا.

أخرى ماري أمبير, عالم رياضيات فرنسي كرس نفسه لدراسة الكهرباء والمغناطيسية, كان أول من شرح النظرية الكهروديناميكية. وأظهر أن سلكين متوازيين, تحمل الحالي, تتجاذب إذا كانت التيارات تتدفق في نفس الاتجاه وتتعارض إذا كانت التيارات تتدفق في اتجاهين متعاكسين. لقد صاغ من الناحية الرياضية, القوانين التي تحكم تفاعل التيارات مع المجالات المغناطيسية في الدائرة ونتيجة لذلك وحدة التيار الكهربائي, ال أمبير, مشتق من اسمه. ان شحنة كهربائية في الحركة يسمى التيار الكهربائي. قوة التيار هي مقدار الشحنة التي تمر بنقطة معينة في الثانية, أو أنا = س / ر, حيث تمر الشحنة Q كولوم خلال t ثانية. ال وحدة قياس التيار هو أمبير أو أمبير, أين 1 أمبير = 1 كولوم / ثانية. لأنه مصدر المغناطيسية أيضًا, التيار هو الرابط بين الكهرباء والمغناطيسية.

1822تحويلات فورييه

البارون جوزيف فورييه (1768-1830) كان عالم رياضيات فرنسي. طريقته في تحليل الموجات, نشرت في 1822, كان نتاجًا لعمله على تدفق الحرارة. يوضح كيف يمكن بناء أي موجة من موجات أبسط. هذا الفرع القوي من الرياضيات, تحويلات فورييه ساهم في التطورات الحديثة الهامة مثل التعرف الإلكتروني على الكلام.

1826مقاومة – التيارات المسببة للحرارة

في 1826, الفيزيائي الألماني جورج سيمون أوم, فحصها مبدأ فولتا للبطارية الكهربائية و علاقة أمبير بالتيارات في الدائرة. وأشار إلى أنه عندما يكون هناك تيار في الدائرة, كان هناك في بعض الأحيان, حرارة, وكانت كمية الحرارة مرتبطة بالمعادن المختلفة. واكتشف أن هناك علاقة بين التيار والحرارة, كان هناك بعض “مقاومة” لتدفق التيار, في الدائرة. باكتشاف هذا, اكتشف أنه إذا الفرق المحتمل (فولت), ظلت ثابتة, ال حاضِر كان متناسبا مع مقاومة. هذا وحدة المقاومة الكهربائية – ال أوم – تم تسميته باسمه. كما قام بصياغة القانون, عرض العلاقة بين فولت, الامبير والمقاومة وكان يسمى هذا القانون “قانون أوم” سميت أيضا باسمه. وهذا القانون كما نعرفه اليوم, هو أساس الكهرباء.

1830الحث

في 1830, جوزيف هنري (1797-1878), اكتشفت أن التغيير في المغناطيسية يمكن أن تجعل التيارات تتدفق, لكنه فشل في نشر هذا. في 1832 وصف الحث الذاتي – الخاصية الأساسية للمغو. تقديرا لعمله, الحث يتم قياسه في henries. ثم تم إعداد المسرح للنظرية الكهرومغناطيسية الشاملة جيمس كليرك ماكسويل. إن التباين في التيارات الفعلية هائل. يمكن لمقياس الكهربية الحديث اكتشاف تيارات منخفضة تصل إلى 1/100,000,000,000,000,000 أمبير, وهو مجرد 63 إلكترونات في الثانية. التيار في النبض العصبي تقريبًا 1/100,000 أمبير; يحمل مصباح كهربائي بقدرة 100 واط 1 أمبير; يصل الصاعقة إلى ذروتها عند حوالي 20,000 أمبير; ويمكن لمحطة طاقة نووية بقدرة 1200 ميجاوات أن تحقق هذا الهدف 10,000,000 أمبير في 115 V.

1836دانييل سيل

في 1836, جون دانييل (1790-1845) اقترح خلية كهربائية محسنة توفر تيارًا متساويًا أثناء التشغيل المستمر. أعطت خلية دانييل زخمًا جديدًا للأبحاث الكهربائية ووجدت العديد من التطبيقات التجارية. في 1837 حصل دانييل على أعلى جائزة من الجمعية الملكية, وسام كوبلي, لاختراع خلية دانييل.

1837تلغراف, الكهرومغناطيسية

بعد اكتشاف البطارية الكهربائية والمغناطيس الكهربائي, صموئيل مورس(1791-1872) قدم التلغراف الكهربائي. تم إرسال الرسائل المشفرة عبر الأسلاك, عن طريق النبضات الكهربائية (تم تحديدها على أنها نقاط وشرطات) المعروف باسم كود مورس. وكانت هذه حقًا بداية استخدام الكهرباء تجاريًا. يُعرف التلغراف الكهربائي بأنه أول استخدام عملي للكهرباء وأول نظام للاتصالات الكهربائية. ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ هنا, أن مكتب البريد في أستراليا, لعبت دورا هاما في ذلك الوقت, في تنظيم الاتصالات.

1840الكمبيوتر الميكانيكي

تشارلز باباج (1791-1871), عالم رياضيات بريطاني, صمم عدة آلات لإنشاء جداول خالية من الأخطاء للملاحة. ستكون الأجهزة الميكانيكية بمثابة نماذج لأجهزة الكمبيوتر الإلكترونية اللاحقة.

1850الكهرباء الحرارية

توماس سيبيك كان عالم فيزياء ألماني هو من اكتشف “تأثير سيبيك“. قام بلف سلكين مصنوعين من معادن مختلفة وقام بتسخين الوصلة التي يلتقي فيها السلكان, إنتاج تيار صغير. التيار هو نتيجة تدفق الحرارة من الوصلة الساخنة إلى الوصلة الباردة. وهذا ما يسمى الكهرباء الحرارية. ثيرمو هي كلمة يونانية تعني الحرارة.

1854الجبر البوليني

جورج بول تم تدريسه ذاتيًا تمامًا. لقد نشر طريقة لاستخدام الرموز التي تعبر بشكل مثالي عن قواعد المنطق. باستخدام هذا النظام, يمكن كتابة القواعد المعقدة بشكل واضح ومبسط في كثير من الأحيان.

1855الحث الكهرومغناطيسي

مايكل فاراداي (1791-1867) رجل إنجليزي, حقق أحد أهم الاكتشافات في تاريخ الكهرباء: الحث الكهرومغناطيسي. تناول عمله الرائد كيفية عمل التيارات الكهربائية. ستأتي العديد من الاختراعات من تجاربه, لكنهم سيأتون بعد خمسين إلى مائة عام. الفشل لم يثبط عزيمة فاراداي أبدًا. سيقول; “فالفشل لا يقل أهمية عن النجاحات.” ورأى الفشل يعلم أيضا. ال حصان, ال وحدة السعة تم تسميته على شرف مايكل فاراداي.

كان فاراداي مهتمًا جدًا باختراع مغناطيس كهربائي, لكن عقله اللامع أخذ التجارب السابقة إلى أبعد من ذلك. إذا استطاعت الكهرباء أن تنتج المغناطيسية, لماذا لا تستطيع المغناطيسية إنتاج الكهرباء؟. في 1831, لقد وجد فاراداي الحل. يمكن إنتاج الكهرباء من خلال المغناطيسية عن طريق الحركة. اكتشف ذلك عندما تم تحريك المغناطيس داخل ملف من الأسلاك النحاسية, يتدفق تيار كهربائي صغير عبر السلك. HC. أورستد, في 1820, أثبت أن التيارات الكهربائية تنتج أ المجال المغنطيسي. لاحظ فاراداي هذا وفي 1821, لقد جرب النظرية القائلة بأن, إذا كانت التيارات الكهربائية في سلك يمكن أن تنتج المجالات المغناطيسية, ومن ثم يجب أن تنتج المجالات المغناطيسية الكهرباء. بواسطة 1831, واستطاع أن يثبت ذلك ومن خلال تجربته, كان قادرا على شرح, أن هذه المجالات المغناطيسية كانت خطوط القوة. هذه خطوط القوة من شأنه أن يسبب أ حاضِرللتدفق في لفائف من الأسلاك, عندما يدور الملف بين قطبي المغناطيس. يوضح هذا الإجراء بعد ذلك أن ملفات الأسلاك يتم قطعها بواسطة خطوط القوة المغناطيسية, بطريقة غريبة, تنتج الكهرباء. هذه التجارب, أثبت بشكل مقنع اكتشاف الحث الكهرومغناطيسي في إنتاج التيار الكهربائي, عن طريق التغير في الشدة المغناطيسية.

1860أضواء القوس

حيث أصبح الاستخدام العملي للكهرباء واضحًا وبدأ تشغيل التلغراف الكهربائي, ولم يمض وقت طويل قبل أن يتطلع العلماء إلى الاستفادة بشكل أكبر من هذه الكهرباء. التقدم القادم ذو أهمية كبيرة, كان إدخال ضوء قوس الكربون الكهربائي, والتي تم عرضها في شكل تجريبي في 1808, بواسطة السير همفري ديفي. لقد استخدم بطارية كبيرة لتوفير التيار لمظاهرته, نظرًا لأن هذه الأضواء القوسية تتطلب تيارًا ثقيلًا ولم يتم تطوير أي وسيلة لتوليد الكهرباء ميكانيكيًا حتى الآن. مبدأ هذه الأضواء القوسية, هو أنه عندما يتم جمع قضيبين من الكربون في الدائرة معًا, يتم إنشاء قوس. هذا القوس, الذي يعطي توهجًا رائعًا, يتم الحفاظ عليه طالما أن القضبان منفصلة تمامًا ويتم تغذيتها ميكانيكيًا بهذه الطريقة, للحفاظ على القوس. حيث أن مصابيح القوس تأخذ تيارًا ثقيلًا من هذه البطاريات, لم يكن حتى حوالي 1860, تم الاستخدام العملي لهم. بحلول هذا الوقت، تم تطوير مصادر توليد كافية، ثم تم استخدامها بشكل أساسي فقط لإضاءة الشوارع وفي دور العرض. على الرغم من أن الإضاءة القوسية كانت لا تزال تستخدم حتى أوائل القرن العشرين، إلا أنها حلت محلها في النهاية الإضاءة المتوهجة, باستثناء أن معظم دور العرض السينمائية تستخدمها في أجهزة العرض الخاصة بها حتى اليوم.

1860محرك العاصمة

تاريخ محرك كهربائي يبدأ ب هانز كريستيان أورستد, الذي اكتشف في 1820, أن الكهرباء أنتجت مجالا مغناطيسيا, كما ذكر من قبل. فاراداي تابعت هذا في 1821, من خلال ابتكار مبدأ المحرك الكهربائي من تصميمه الخاص. بعض تلك الجديرة بالذكر هي جاكوبي في 1834, الياس في 1842, قمح في 1844 و باتشينوتي في 1860. باتشينوتياستخدم عضوًا جرحيًا حلقيًا تم استخدامه في 1860 وكان تقدمًا رائعًا في أي محاولات سابقة. كانت معظم هذه المحركات في المرحلة التجريبية ولكنها لم تكن كذلك حتى ذلك الحين 1871, الذي - التي زينوبي ثيوفيل جرامي قدم محركه, والذي كان في الواقع تطويرًا لآلة باتشينوتي. قيل أن هذا المحرك هو أول محرك كهربائي ذو أهمية تجارية. خلال هذه الفترة ركز العلماء على “محرك”, ولكن في هذه الأثناء, وكانت التجارب على الآلات التي تنتج الكهرباء ديناميكيًا جارية.

1866خلية ليكلانش

ليكلانش (1839-1882) هو مهندس فرنسي في حوالي 1866 اخترع البطارية التي تحمل اسمه. في شكل معدل قليلا, بطارية ليكلانشيه, تسمى الآن خلية جافة, يتم إنتاجه بكميات كبيرة ويستخدم على نطاق واسع في أجهزة مثل المصابيح الكهربائية وأجهزة الراديو المحمولة. تتكون هذه الخلية من علبة زنك مملوءة بمعجون رطب يحتوي على كبريتات الأمونيوم. يوجد في وسط معجون الإلكتروليت هذا قضيب كربون مطلي بثاني أكسيد المنغنيز, وهو عامل مؤكسد قوي.

1871مولد العاصمة

مع تطور مصباح خيوط الكربون بواسطة اديسون في 1879, ال مولد العاصمة ثم أصبحت أحد المكونات الأساسية لأنظمة الإضاءة ذات الجهد الثابت. السابق لهذا فقط أضواء القوس تم استخدامها لإضاءة الشوارع. ثم الإضاءة التجارية والإضاءة السكنية, كما كان يهدف المخترعون, أصبحت عملية وهكذا ولدت صناعة الضوء والطاقة الكهربائية. متى ح. C. أورستد في 1820, اكتشف أن التيار الكهربائي ينتج مجالات مغناطيسية, تم تطوير محرك التيار المستمر. في 1831, مايكل فاراداي اكتشف مبدأ الحث الكهرومغناطيسي. وجد أن تحريك المغناطيس من خلال ملف من الأسلاك, تسبب في سريان تيار كهربائي في السلك, وهكذا مولد كهربائي يمكن الآن تطويرها. ولكن لم يكن حتى 1871, متى غرام قدم محركه ومولده, أن المولد الكهربائي تم استخدامه تجاريا. بواسطة 1872, سيمنز و هالسكي تم تحسين برلين على مولد جرامي, من خلال إنتاج عضو الطبل. تم إجراء تحسينات أخرى, مثل المحرك المشقوق في 1880 ولكن بواسطة 1882, اديسون تم الانتهاء من تصميم النظام الذي لا نزال نستخدمه لتوزيع الكهرباء من محطات توليد الكهرباء.

1876هاتف

منذ أن اخترع التلغراف ساموال مورس في 1837, وقد تم إحراز تقدم كبير في استخدامه, لكنه استمر كنظام تلغراف يستخدم كود مورس لاتصالاتها. ألكسندر جراهام بيل في 1875, كان مهتمًا بالإبراق وأدرك أنه عند استخدام شفرة مورس عبر أسلاك التلغراف، يجب أن تكون هناك طرق أخرى لهذا النوع من الاتصال باستخدام الكهرباء. كان أيضًا مهتمًا بالصوتيات وعمل على مبدأ أنه إذا كانت شفرة مورس تخلق نبضات كهربائية في الدائرة الكهربائية, بعض وسائل الصوت المسببة للاهتزاز في الهواء, يمكن أيضًا إنشاء نبضات كهربائية في الدائرة. في تجربة استخدم أ “غشاء” المرتبطة بدائرة كهربائية وأي صوت يصل إلى الحجاب الحاجز, من شأنه أن يسبب نبضات كهربائية ويتم نقلها إلى الطرف الآخر من الدائرة. ومن ثم فإن هذه من شأنها أن تسبب اهتزازات لحجاب حاجز آخر في هذه النهاية وستكون مرتبطة بالحجاب الحاجز الأول, ومن ثم ينتقل الصوت كهربائيًا من أحد طرفي الدائرة إلى الطرف الآخر. واصل العمل على هذه التجارب وفي 7 مارس, 1876 تم تسجيل براءة اختراع هاتفه رسميًا وتم تقديم عرض توضيحي ناجح في قاعة المعارض في فيلادلفيا. كان جراهام بيل في الوقت المناسب لتسجيل براءة اختراع هاتفه, كمخترع آخر إليشا جراي, كان يقوم أيضًا بتجربة اختراع مماثل. لاحقاً, تحسن إديسون في الحجاب الحاجز – ثم دعا المرسلات – لكن بيل فاز باليوم, من خلال منحه شرف اختراع “هاتف”.

ألكسندر جراهام بيل (1847-1922) ولد في اسكتلندا, نشأ في أسرة كانت مهتمة وتشارك في علم الصوت. قام والد بيل وجده بتعليم الكلام للصم. أ وحدة مستوى الصوت يسمى أ بيل تكريما له. يتم قياس مستويات الصوت في أعشار بل, أو ديسيبل. اختصار الديسيبل هو dB.

1879جيل العاصمة, الضوء المتوهج

توماس ألفا إديسون, (1847-1931)كان أحد أشهر المخترعين على الإطلاق 1093 براءات الاختراع. المتعلمين ذاتيا, كان إديسون مهتمًا بالكيمياء والإلكترونيات. طوال حياته, تلقى إديسون ثلاثة أشهر فقط من التعليم الرسمي, وتم فصله من المدرسة لأنه متخلف, على الرغم من أن نوبة الحمى القرمزية التي أصيب بها في طفولته قد تركته أصمًا جزئيًا.

تقريبا 40 مرت سنوات قبل وجود DC عملي حقًا (التيار المباشر) تم بناء المولد بواسطة توماس إديسون. تضمنت اختراعات إديسون العديدة الفونوغراف وطباعة التلغراف المحسنة. في 1878 جوزيف سوان, عالم بريطاني, اخترع المصباح الخيطي المتوهج وفي غضون اثني عشر شهرًا قام إديسون باكتشاف مماثل في أمريكا. أنشأ سوان وإديسون لاحقًا شركة مشتركة لإنتاج أول مصباح فتيل عملي. قبل هذا, كانت الإضاءة الكهربائية هي مصابيح القوس الخام الخاصة بي.

استخدم إديسون مولد التيار المستمر الخاص به لتوفير الكهرباء لإضاءة مختبره، ثم لاحقًا لإضاءة أول شارع في نيويورك يُضاء بالمصابيح الكهربائية, في سبتمبر 1882. لم تكن نجاحات إديسون خالية من الجدل, لكن – رغم اقتناعه بمزايا التيار المستمر في توليد الكهرباء, أدرك علماء آخرون في أوروبا وأمريكا أن التيار المستمر جلب عيوبًا كبيرة.

1880طبقة هيفيسايد

أوليفر هيفيسايد (1850-1925) أدرك عالم الرياضيات البريطاني أن المعلومات تنتقل على طول الكابل كموجة في الفراغ بين الموصلات, وليس من خلال الموصلات أنفسهم. جعلت مفاهيمه من الممكن تصميم كابلات الهاتف لمسافات طويلة. واكتشف أيضًا سبب انحناء موجات الراديو حول الأرض. أدى ذلك إلى استقبال راديو بعيد المدى.

1880درجات الحرارة المطلقة, قوانين كيرتشوف, قوانين كولومب, الفيض المغناطيسي, ميكروفون

وليام طومسون, اللورد كلفن (1824-1907) اشتهر باختراعه مقياسًا جديدًا لدرجة الحرارة يعتمد على مفهوم الصفر المطلق لدرجة الحرارة عند -273 درجة مئوية. (-460F). إلى نهاية حياته, حافظ طومسون على معارضته الشديدة لفكرة أن الطاقة المنبعثة من النشاط الإشعاعي تأتي من داخل الذرة. أحد أعظم الاكتشافات العلمية في القرن التاسع عشر, توفي طومسون وهو يعارض أحد أهم الابتكارات في تاريخ العلم.

موسكوفيتش, ل. ر.: دليل تصميم المغناطيس الدائم وتطبيقه, كتب كانرز الدولية, شركة. (1976)

 

الفيزيائي الألماني, غوستاف كيرتشوف (1824-1887) قام بتوسيع قوانين أوم للتعامل مع المواقف التي يتم فيها توصيل أكثر من مقاومة بأكثر من بطارية واحدة. تنص قوانين دائرته على أن كل التيار المتدفق إلى أي نقطة يجب أن يتدفق منها أيضًا, وأن إجمالي الجهد الذي يحرك التيار حول أي حلقة يجب أن يساوي إجمالي الفولتية المقابلة لها.

الفيزيائي الفرنسي تشارلز أ. بواسطة كولومب, الذي يستخدم اسمه كوحدة للشحنة الكهربائية, أجرى لاحقًا سلسلة من التجارب التي أضافت تفاصيل مهمة, وكذلك الدقة, لبرهان بريستلي. كما روج لنظرية السائلين للشحنات الكهربائية, رفض فكرة توليد الكهرباء عن طريق الاحتكاك ونموذج فرانكلين للسائل الواحد. اليوم قانون القوة الكهروستاتيكية, المعروف أيضا باسم قانون كولومب, يتم التعبير عنها على النحو التالي: إذا كان جسمين صغيرين, مسافة ص على حدة, لديك رسوم ص و س وهم في راحة, حجم القوة F على أي منهما يعطى من قبل F = Kpq/ص, أين ك هو ثابت. وفقا للنظام الدولي للوحدات, وتقاس القوة بالنيوتن (1 نيوتن = 0.225 رطل), المسافة بالأمتار, والتهم بالكولوم. الثابت ك ثم يصبح 8.988 مليار. رسوم الإشارة المعاكسة تنجذب, في حين أن تلك التي تحمل نفس العلامة تتنافر. كولوم C هو مبلغ كبير من تهمة. لعقد كولوم إيجابي (+ C) 1 متر من كولوم سلبي (- C) سيتطلب قوة 9 مليار نيوتن (2 مليار جنيه). تبلغ شحنة السحابة المشحونة النموذجية التي على وشك أن تؤدي إلى ظهور صاعقة حوالي 30 كولومب.

جيمس ماكسويل (1831-1879) قام عالم رياضيات اسكتلندي بترجمة نظريات فاراداي إلى تعبيرات رياضية. كان ماكسويل أحد أفضل علماء الرياضيات في التاريخ. أ ماكسويل هي الوحدة الكهرومغناطيسية التدفق المغناطيسي, اسمه على شرفه. اليوم يُنظر إليه على نطاق واسع على أنه ثانوي فقط لـ إسحاق نيوتن و ألبرت أينشتاين في عالم العلوم.

ديفيد هيوز (1831-1900) كان أستاذا للموسيقى واخترع ناجحة تلغراف. العودة في لندن, تجربة الصوت, اكتشف فعالية محول, حساس للغاية لدرجة أنه اعتبره مجهرًا صوتيًا, واطلق عليه أميكروفون.

1883 نظام التيار المتردد

ولد نيكولا تيسلا لأبوين صربيين في يوليو 10, 1856 وتوفي رجلاً مفلسًا ووحيدًا في مدينة نيويورك في يناير 7, 1943. لقد تصور عالماً بلا أعمدة وخطوط كهرباء. يشار إليه على أنه أعظم عبقري مخترع في كل العصور. انتصر نظام تسلا ليجعل من الممكن أول تسخير واسع النطاق لشلالات نياجرا مع الأول محطة للطاقة الكهرومائية في الولايات المتحدة في 1886. مع تشغيل مولد التيار المستمر بواسطة 1882, لم يمض وقت طويل حتى تم بناء أول محطة طاقة مركزية تعمل بالتيار المباشر في الولايات المتحدة, في نيويورك, كان قيد التشغيل في 1882. ولكن في هذه الفترة تقريبًا, كان العلماء لا يزالون نشطين, كما أدركوا ذلك مع التيار المستمر, ولم يتمكنوا من نقله عبر مسافات طويلة. نيكولا تيسلا , كان يجري تجارب على المولدات واكتشف المجال المغناطيسي الدوار فيها 1883, وهو مبدأ التيار المتردد. يتغير هذا المجال المغناطيسي الدوار في اتجاهين متعاكسين خمسين مرة في الثانية ويسمى 50 هيرتز. ال مولد التيار المتردد يحتوي على مجال مغناطيسي دوار ويشار إليه باسم A.C. حاضِر. يولد مولد الاتجاه الحالي تيارًا في اتجاه واحد ومن ثم تيار مستمر. ثم قام بتطوير خطط للمحرك التعريفي, من شأنها أن تصبح خطوته الأولى نحو الاستخدام الناجح للتيار المتردد.

جورج وستنجهاوس حصلت على عقد لبناء المولدات الأولى في شلالات نياجرا. استخدم أمواله لشراء براءات الاختراع في المجال الكهربائي. أحد الاختراعات التي اشتراها كان المحول من ويليام ستانلي. اخترع وستنجهاوس نظام الفرامل الهوائية لإيقاف القطارات, أول براءة اختراع من بين أكثر من مائة براءة اختراع سيحصل عليها في هذا المجال وحده. وسرعان ما أسس شركة وستنجهاوس لفرامل الهواء في عام 1869. وكان وستنجهاوس مخترعًا وصناعيًا أمريكيًا مشهورًا قام بشراء وتطوير محرك نيكولا تيسلا الحاصل على براءة اختراع لتوليد التيار المتردد.. عمل وستنجهاوس, أقنع تسلا وآخرون المجتمع الأمريكي تدريجيًا بأن المستقبل يكمن في التيار المتردد وليس التيار المستمر (أدى اعتماد توليد التيار المتردد إلى تمكين نقل كتل كبيرة من الكهرباء, الطاقة باستخدام الفولتية العالية عن طريق المحولات, والذي كان من المستحيل خلاف ذلك). واليوم، تُحيي وحدة قياس المجالات المغناطيسية اسم تسلا.

1885جيل التيار المتردد

في 1885, جورج وستنجهاوس, رئيس شركة وستنجهاوس للكهرباء, اشترى حقوق براءة الاختراع لنظام تسلا متعدد الأطوار للتيار المتردد. في أمريكا, في 1886 تم تشغيل أول محطة كهرباء تعمل بالتيار المتردد, ولكن نظرًا لعدم توفر محرك تيار متردد, واقتصر إخراج هذه المحطة على الإضاءة. على الرغم من أن شركة Telsa قامت بتطوير المحرك التعريفي AC متعدد الأطوار في 1883, لم يتم وضعه موضع التنفيذ حتى 1888 ومنذ ذلك الحين فصاعدا, أصبح محرك التيار المتردد هذا هو المحرك الأكثر استخدامًا لتزويد كميات كبيرة من الطاقة.

فاراداي, اكتشاف الحث الكهرومغناطيسي, تم استخدامه لإنشاء المحول. المحول هو جهاز بسيط, تتكون بشكل رئيسي من ملفين منفصلين من الأسلاك. عند تطبيق تيار متحرك على الملف الأول, التيار هو “المستحث” في الملف الثاني. بهذا الاستقراء, يعتمد حجم الجهد في الملف الثاني على عدد اللفات في الملف. إذا كان عدد اللفات في الملف الثاني أكبر من عدد اللفات في الملف الأول, يتم زيادة الجهد والعكس صحيح. تم الإعلان عن المحول الأول بواسطة L. كولارد و ج. د. جيبس في 1883 وهكذا أحدث هذا الجهاز ثورة في أنظمة نقل الطاقة. عن طريق توليد الجهد المنخفض, يقوم المحول برفعه إلى جهد عالي للنقل ثم إلى جهد أقل عند الحاجة.

ربما كانت أول محطة توليد في العالم تخدم المستهلكين من القطاع الخاص هي هولبورن فيادوكت في لندن, التي بدأت في 1882, توريد حوالي 60 كيلووات من الطاقة. أيضا في 1882, كان لدى برايتون في إنجلترا أول عرض عام لها وفي ذلك العام كان كريستال بالاس لندن, كان أول عرض للضوء الكهربائي. محطة الطاقة المركزية في شارع بيرل ستريت في نيويورك, كانت أول محطة مسجلة في أمريكا في 1882. أحد خطوط النقل الأولى, كان بين ميسباخ وميونيخ في ألمانيا في 1882.

1890التردد الكهربائي

هاينريش هيرتز (1857-1894) عالم فيزياء ألماني, وضع الأساس لأنبوب الفراغ. لقد وضع الأساس للتطوير المستقبلي للراديو, هاتف, تلغراف, وحتى التلفزيون. وكان من أوائل من أثبتوا وجود الموجات الكهربائية. وكان هيرتز مقتنعا بوجود ذلك الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء.

1890الانشطار

أوتو هان (1879-1968), كيميائي وفيزيائي ألماني, حقق الاكتشاف الحيوي الذي أدى إلى أول مفاعل نووي. كشف عن عملية الانشطار النووي التي يمكن من خلالها أن تنقسم نوى ذرات العناصر الثقيلة إلى نوى أصغر, في هذه العملية إطلاق كميات كبيرة من الطاقة. حصل هان على جائزة نوبل في الكيمياء 1944.

1906فراغ أنبوب الصمام الثلاثي

لي ديفوريست (1873-1961) صنع أول مضخم إلكتروني – ال الصمام الثلاثي(1906)

1910النظرية النسبية

ألبرت أينشتاين (1879-1955). أثبتت صيغة أينشتاين أن جرامًا واحدًا من الكتلة يمكن تحويله إلى كمية غزيرة من الطاقة. للقيام بذلك, نشاط الذرات يجب أن يحدث في النواة. ه = الطاقة, م = الكتلة, و C = سرعة الضوء وهي 186,000 ميلا في الثانية. عندما تتربع 186,000 يمكنك أن ترى أن الأمر لا يتطلب سوى كمية صغيرة من الكتلة لإنتاج كمية هائلة من الطاقة.

1917 – مغناطيس الكوبالت الصلب

ك. هوندا و ت. يضيف تاكاي الكوبالت إلى فولاذ التنغستن لزيادة القوة القسرية للمغناطيس الدائم بشكل كبير.

1919 – مغناطيسات الصلب التجارية

تم توفير أول مغناطيس فولاذي مقوى بالتسقية تجاريًا.

1920راديو اف ام

ادوين ارمسترونج (1890-1954)اخترع اثنين من اللبنات الأساسية للراديو – المذبذبات ومغيرات التردد.

1930 – مغناطيس النيكو

أنا. تنتج ميشيما أول مغناطيس ألنيكو يحتوي على سبيكة من الحديد, النيكل, والألومنيوم.

1950الترانزستور

ال الترانزستور تم اختراعه في 1956 بواسطة جون باردين, والتر بريتن وويليام شوكلي.

1952 – مغناطيس السيراميك

ج.ج. ذهب, جي دبليو راثينان, إي دبليو. جورتر, و جي دبليو. قام Van Oosterhout من شركة Phillips بتطوير أول مغناطيس سيراميك تجاري يعتمد على الباريوم, السترونتيوم, وأكاسيد الحديد والرصاص.

1953 – الدائرة المتكاملة

في 1953, جاك كيلبي خلقت الدائرة المتكاملة.

1963 – الكواركات

في 1963, موراي جيلمان و جورج زفايج اقترح من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا نظرية مفادها أن الشحنة الإلكترونية قد لا تكون هي تهمة أساسية بعد كل شيء. في نظريتهم, جزيئات ثقيلة مثل البروتونات والنيوترونات تتكون من مجموعات مختلفة من الجزيئات تسمى الكواركات. من المفترض أن يكون للكوارك الواحد شحنة (-1/3)ه وآخر (-2/3)ه. وقد دفعت هذه النظرية إلى إجراء بحث كبير عن الكواركات.

1966 – مغناطيسات الأرض النادرة

دكتور. كارل ج. سترنات في الولايات المتحدة. اكتشف مختبر مواد القوات الجوية في قاعدة رايت باترسون الجوية منتج الطاقة العالية (18 MGOe) من الساماريوم-الكوبالت (سمكو5) مُجَمَّع.

1972 – مغناطيسات الأرض النادرة المتقدمة

دكتور. كارل ج. سترنات و د. يقوم Alden Ray بتطوير منتج عالي الطاقة (30 MGOe) السماريوم الكوبالت (سم2كو17) مُجَمَّع.

1983 – مغناطيس النيوديميوم والحديد والبورون

جنرال موتورز, تقوم شركة Sumitomo Special Metals والأكاديمية الصينية للعلوم بتطوير منتج عالي الطاقة (35 MGOe) نيوديميوم - حديد - بورون (Nd2Fe14B) مُجَمَّع.

اترك رد