2

história elektriny

1820

história elektriny

Ciele: spoznať históriu elektriny;

uvedomiť si význam elektriny v každodennom živote.

Elektrina existovala v podobe bleskov na oblohe od vzni-

ku vesmíru ešte predtým, ako vznikol na zemi život. Bola

známa už starým Grékom (Táles z Milétu, r. 600 p. n. l.),

ktorí pozorovali, že skamenený jantár pri trení kožušinou

priťahuje ľahké objekty, napríklad perie či slamu. Tento

jav ostal záhadou ďalších viac ako 2 000 rokov.

Až koncom 16. storočia dvorný fyzik anglickej kráľovnej

Alžbety I., Dr. William Gilbert, preskúmal reakciu jantáru

a magnetov. Práve on ako prvý použil slovo elektrina (jan-

tár sa po grécky povie elektron). Gilbertove experimenty

viedli k množstvu ďalších pokusov a objavov.

V roku 1752 Benjamin Franklin, americký štátnik a fy-

zik, dokázal, že blesk a iskra z jantáru predstavujú jeden

a ten istý jav. Príbeh tohto významného objavu v histórii

elektriny je veľmi populárny. Franklin upevnil železnú tyč

na šarkana, ktorého púšťal počas búrky. Koniec vlákna dr-

žal kovovým kľúčom. Po údere blesku preskočila do jeho

zápästia iskra. Experiment potvrdil Franklinovu teóriu, ale

bol extrémne nebezpečný — ľahko mohol prísť o život.

Benjamin Franklin zhotovil aj prvý bleskozvod.

V roku 1786 Luigi Galvani, taliansky profesor medicíny,

objavil, že stehienko mŕtvej žaby po dotyku kovovým no-

žom náhle šklblo. Galvani predpokladal, že svalstvo žaby

musí obsahovať elektrinu. V roku 1792 ďalší taliansky

vedec Alessandro Volta tento jeho predpoklad vyvrátil.

Uvedomil si, že významnými faktormi Galvaniho objavu sú

dva rôzne kovy — oceľový nôž a cínová podložka, na kto-

rej žaba ležala. Volta dokázal, že ak medzi dva rôzne kovy

vojde vlhkosť, vzniká elektrina. To ho doviedlo až k vytvo-

reniu prvej elektrickej batérie nazvanej Voltov stĺp, ktorú

zhotovil z tenkých plátkov medi a zinku oddelených vlh-

kou lepenkou. Batéria bola neskôr na počesť Galvaniho

nazvaná galvanický článok.

Dvadsať rokov po objavení galvanického článku došlo

k prekvapivému objavu. Dán Hans Christian Oersted zis-

til magnetické účinky elektrického prúdu. Inak povedané,

elektrický prúd vyvoláva vo svojom okolí rovnaké účinky

ako trvalé prírodné magnety. Už dva týždne po Oerste-

dovom pokuse André Marie Ampère vyslovil myšlienku

o vzájomnom pôsobení prúdov a experimentálne dokázal

jej správnosť. Neskôr odvodil aj matematickú formuláciu

zákona vzájomného silového pôsobenia prúdov, ktorý

je dnes základom medzinárodnej definície jednotky elek-

trického prúdu, ktorá nesie jeho meno.

Ampèrovými objavmi a princípom elektrickej batérie sa

zaoberal aj nemecký fyzik Georg Simon Ohm (1789 —

1854). Spozoroval, že pri prechode prúdu kovmi dochádza

k ich zahrievaniu v závislosti od ich materiálu. Objavil, že

elektrický prúd je priamo úmerný napätiu medzi koncami

vodiča. Vzťah medzi napätím, prúdom a odporom vyjadril

v Ohmovom zákone (1826). Na jeho počesť bola pomeno-

vaná jednotka elektrického odporu.

Teoreticky najvýznamnejší bol Ampèrov názor, že všetky

magnetické javy majú pôvod v elektrických prúdoch, čo

zohralo úlohu pri zmene fyzikálneho myslenia. A tu „vstu-

puje do hry” geniálny experimentátor Michael Faraday

(1791 — 1867), ktorý hľadal proces opačný k Oerstedov-

mu javu, teda vytvorenie elektrického prúdu magnetom.

Objavil jav elektromagnetickej indukcie (1831) — ak mag-

netom pohybujeme vo vnútri medenej cievky, začne ňou

pretekať elektrický prúd. Vzhľadom na dnešné pomery

bolo Faradayovo elektrické dynamo alebo elektrický ge-

nerátor primitívne a vyrábalo iba prúd malej hodnoty, no

predstavovalo vôbec prvý spôsob výroby elektriny po-

hybom v magnetickom poli. Dodnes je základom výroby

elektrickej energie.

Faradayove objavy preložil do matematickej reči James Clark Maxwell, ktorý sa zhodou okolností narodil práve

v deň, keď Faraday objavil zákon elektromagnetickej in-

dukcie. Maxwell tiež predpokladal existenciu elektromag-

netických vĺn šíriacich sa rýchlosťou svetla. Heinrich R. Hertz potvrdil tento predpoklad experimentálne.

1879

Elektrická energia významne urýchlila priemyselný rozvoj

na Slovensku. Spočiatku však išlo iba o miestnu elektrifiká-

ciu. Elektrinu využívali len podnikatelia a bohatšie mestá.

Budovanie elektrární bolo v minulosti zamerané iba

na miestnu potrebu. Hoci bolo v roku 1918 na Slovensku

180 elektrární, zásobovali iba 2 % miest a obcí. Budované

elektrárne mali odlišné prúdové a napäťové systémy. To

znemožňovalo vzájomnú spoluprácu a širšiu plošnú elek-

trifikáciu. V nasledujúcich rokoch vznikali ďalšie elektrá-

renské podniky iba veľmi pomaly. K úplnej elektrifikácii

územia Slovenska došlo postupne až v priebehu 20. sto-

ročia.

V súčasnosti elektrinu využívame každý deň. Keď ju potre-

bujeme, nemusíme chodiť do obchodu, nemusíme čakať

v rade... Stačí zasunúť zástrčku do zásuvky a máme ju, rov-

nako v meste, ako aj na vidieku.

Vedeli ste, že... ako posledná na území vtedajšieho Československa bola v roku 1960 elektrifikovaná obec Zlatá Baňa v okrese Prešov? Krajina sa tak zaradila na 5. miesto na svete s celoplošnou elektrifikáciou územia.

Thomas Alva Edison vytvoril prvý generátor jednosmer-

ného prúdu a spolu s Britom Josephom Swanom vynašli

prvú žiarovku na báze žiarivého vlákna (1879). Jedno-

smerný generátor použil Edison aj na prvé osvetlenie ulíc

v New Yorku v septembri 1882. Jeden z Edisonových za-

mestnancov, Nikola Tesla, pôvodom z Chorvátska, sa sna-

žil vyvinúť motor na striedavý prúd. Edison bol však proti.

Striedavý prúd považoval za nebezpečný. Preto si Tesla

založil vlastné laboratórium a v roku 1888 motor zhotovil.

Patent od neho kúpil George Westinghouse, ktorý vyná-

lez rozšíril do celej krajiny. Dokonca aj Edisonova spoloč-

nosť Electric Company, dnešná General Electric, sa preo-

rientovala na striedavý prúd. Objav umožnil prenos prúdu

na veľké vzdialenosti. Všetky naše dnešné motorčeky

vo ventilátoroch, klimatizácii či chladničkách sú založené

na tomto Teslovom princípe, ktorý tiež stanovil štandar-

dy pre frekvenciu prenosu prúdu. Rozvoj pokračoval bu-

dovaním prvých elektrických železníc v Anglicku a Ame-

rike (1883). V roku 1884 prichádzajú do miest električky

a v roku 1891 sa objavuje i prvá elektrická žehlička.

V období, keď bolo Slovensko súčasťou Rakúsko-Uhor-ska, bola energia reprezentovaná parným strojom a vod-

ným kolom. Elektrická energia bola v plienkach, využívala

sa najmä lacná ľudská práca. Veľkým impulzom elektrifi-

kácie bola medzinárodná elektrotechnická výstava v roku

1883 vo Viedni, kde sa verejnosti predstavili jednosmer-

né elektrické stroje, žiarovky, inštalačný materiál a ďalšie

výrobky umožňujúce využívanie elektrickej energie. Toto

ovplyvnilo aj podnikateľov a výdobytky elektrotechniky sa

v širšom rozsahu začali používať aj u nás.

www. SetrimeEnerg i u. sk

Aktivity:Stupeň náročnosti 1

1. Žiaci majú popísať bežný deň, ktoré elektrické spo t-rebiče počas dňa používajú. Následne majú svoj deň popísať tak, akoby elektrina nebola, ako by jednotlivé aktivity robili, resp. čo iné by robili bez elektriny.

Stupeň náročnosti 3

2. Žiaci majú za úlohu priradiť správne vynález a vyná-lezcu k danému roku na časovej osi.

Riešenie: 600 p. n. l. Thales (Grécko) — objav statickej elektriny

1600 William Gilbert (Anglicko) — prvý použil po-

jem elektrina

1752 Benjamin Franklin (USA) — dokázal, že static-

ká elektrina a blesk sú totožné javy

1800 Alessandro Volta (Taliansko) — vytvoril prvú

elektrickú batériu

1826 George Ohm (Nemecko) — definoval vzťah

medzi elektrickým prúdom, napätím a odpo-

rom

1831 Michael Faraday (Anglicko) — dokázal, že

pohybom v elektromagnetickom poli vzniká

elektrický prúd — elektromagnetická induk-

cia

1879 Thomas Alva Edison (USA) — považovaný

za vynálezcu žiarovky

1884 Nikola Tesla (srbský imigrant v USA) — vyna-

šiel alternátor na výrobu striedavého prúdu

1897 Joseph John Thomson (Anglicko) — objaviteľ

elektrónu

1908 Spangler (USA) — prvý vysávač*

1911 Carrier (USA) — prvá elektrická klimatizácia*

1913 Goss (USA) — prvá elektrická chladnička*

1943 — 46 prvý elektrónkový počítač zhotovený na uni-

verzite v USA*

1998 Bluetooth technológia — bezdrôtová komuni-

kácia medzi počítačmi, mobilmi, tlačiarňami,

hernými konzolami...

3. Vylúštite krížovku.

Riešenie:

1. vynálezca žiarovky

2. z ktorej krajiny pochádzal Alessandro Volta?

3. objaviteľ striedavého prúdu

4. vynálezca bleskozvodu

5. jednotka napätia

6. jednotka elektrického prúdu

7. pohybom v elektromagnetickom poli vzniká elektrický

prúd; tento jav sa označuje ako elektromagnetická....

8. elektrická batéria iným slovom

9. priekopník bezdrôtovej telegrafie na Slovensku

1 E D I S O N

2 T A L I A N S K O

3 T E S L A

4 F R A N K L I N

5 V O L T

6 A M P É R

7 I N D U K C I A

8 G A L V A N I C K Ý Č L Á N O K

9 M U R G A Š

* Zdroj: www.eia.doe.gov

aktivita 2. 2 história elektriny

Priraď k roku správny objav a osobnosť, ktorá sa o objav zaslúžila. Políčka si môžeš vystrihnúť a vlepiť do zošita.Pri dvoch objavoch nie je uvedená osobnosť.

600 p. n. l. prvý vysávačMichael Faraday

(Anglicko)

1600 prvá elektrická batériaJoseph John Thomson

(Anglicko)

1752 objav elektrónuThales

(Grécko)

1800 objav statickej elektrinySpangler

(USA)

1826Bluetooth technológia — bezdrôtová komunikácia medzi počítačmi, mobilmi, tlačiarňami, hernými konzolami...

Goss (USA)

1831 prvá elektrická klimatizáciaWilliam Gilbert

(Anglicko)

1879 alternátor na výrobu striedavého prúduCarrier(USA)

1884 prvé použitie pojmu elektrinaBenjamin Franklin

(USA)

1897 dôkaz, že statická elektrina a blesk sú totožné javyAlessandro Volta

(Taliansko)

1908dôkaz, že pohybom v elektromagnetickom poli

vzniká elektrický prúd — elektromagnetická indukciaThomas Alva Edison

(USA)

1911 prvá elektrická chladničkaNikola Tesla

(srbský imigrant v USA)

1913 žiarovkaGeorge Ohm(Nemecko)

1943 — 46 prvý elektrónkový počítač zhotovený na univerzite v USA

1998 definícia vzťahu medzi elektrickým prúdom, napätím a odporom