تاریخچه اختراع برق، چه کسی در چه زمانی برق را اختراع کرد؟

اختراع برق بسیار داستان طولانی ای دارد و حاصل تلاش های جمعی افراد و شرکت های بسیاری است و همچنین دارای ابهامات بسیاری می باشد. اگر مشتاق هستید از اولین روز های اختراع برق به شکل سنتی تا امروز را مطالعه کنید همراه ما باشید.

سر فصل های مهم!

چه کسی برق را در چه سالی اختراع کرد؟

اولین اسناد در تاریخ برق مربوط به 500 سال قبل از میلاد است. زمانی که تالس الکتریسیته ساکن را در کهربا کشف کرد. با این حال، تنها 2000 سال بعد، در دهه 1600 بود که دکتر و فیزیکدان بریتانیایی ویلیام گیلبرت اولین نظریه الکتریسیته را در کتاب خود De Magnete منتشر کرد. فصل بعدی در مورد الکتریسیته، «آزمایش‌ها و یادداشت‌های مربوط به منشأ مکانیکی یا تولید الکتریسیته» در سال 1675 توسط رابرت ویلیام بویل، شیمی‌دان و فیزیکدان انگلیسی منتشر شد.

در اوایل دهه 1700 – دهه‌ها قبل از بادبادک فرانکلین – فیزیکدان انگلیسی، فرانسیس هاکسبی، یک توپ شیشه‌ای ایجاد کرد که در هنگام تلاش برای القای الکتریسیته و ضربه زدن به آن، روشن می‌شد. نور به اندازه کافی روشن بود که بتوان آن را خواند، و این کشف در نهایت قرن ها بعد به نور نئون منجر شد.

به سرعت به سپتامبر 1882 رسید، زمانی که خانه‌ای در اپلتون، ویسکانسین، اولین خانه در آمریکا شد که با نیروی برق آبی تامین می‌شد. ایستگاه منبع تغذیه خانه از یک سیستم جریان مستقیم (DC) که توسط توماس ادیسون توسعه یافته است استفاده می کند. در طی چند سال بعد، بحث “جریان مستقیم در مقابل جریان متناوب (AC)” به دلیل جنگ توماس ادیسون و جورج وستینگهاوس (قهرمان AC) بر سر قراردادها مورد توجه قرار گرفت.

مدت ها قبل از اینکه برق در خانه ها رایج شود، شکل استاندارد برق در ایالات متحده، سیستم جریان مستقیم بود که ادیسون از طریق جنرال الکتریک توسعه داد. نیکولا تسلا، یکی از شاگردان ادیسون، معتقد بود که جریان متناوب انتخاب بهتری است زیرا استفاده از ترانسفورماتورها برای تبدیل انرژی به ولتاژهای بالاتر یا پایین تر بسیار آسان تر و کارآمدتر است.

چکیده ای از تاریخچه اختراع برق

600 BC	مردی یونانی به نام تالس کشف کرد که کهربا وقتی با ابریشم مخلوط می شود، پرها و دیگر اشیاء سبک را به خود جذب می کند. این الکتریسیته ساکن است.
1600	ویلیام گیلبرت، دانشمند و پزشک ملکه الیزابت اول، اصطلاح «الکتریسیته» را ابداع کرد. او اولین کسی بود که ارتباط بین مغناطیس و الکتریسیته را تشخیص داد و اولین کسی بود که میدان مغناطیسی زمین را توصیف کرد.
1700s	در دهه 1700، ماشین های الکتریکی ثابت برای اولین بار معرفی شدند. در ابتدا فقط برای سرگرمی بودند و به آنها “ماشین ترفند سالنی” می گفتند. در طول قرن ها، آنها رشد کردند و پیشرفت کردند.
1705	فرانسیس هاوکسبی نورهای نئونی را اختراع کرد. او با قرار دادن جیوه در یک کره شیشه ای، پمپاژ هوا به داخل آن و چرخاندن آن، یک اثر الکتریکی ایجاد کرد. من این کار را در تاریکی انجام دادم و سپس با دست برهنه آن را مالیدم و درخشید. او حتی بدون اینکه بداند چراغ های نئونی را اختراع کرد.
1752	بنجامین فرانکلین، سیاستمدار مشهور آمریکایی، با پرتاب کردن یک میله آهنی در طوفان ثابت کرد که صاعقه نوعی برق است.
1780	مردی ایتالیایی به نام لوئیجی گالوانی متوجه شد که وقتی چاقویی را به پای قورباغه مرده ای لمس کرد، به شدت می لرزید. بعداً، الساندرو ولتا نشان داد که این به این دلیل است که شیر (از قورباغه) با دو نوع فلز مختلف (یک چاقوی فولادی و یک صفحه قلع) در تماس است و الکتریسیته و سپس الکتریسیته تولید می‌کند.
1800	الساندرو ولتا اولین باتری ساده را با قرار دادن دیسک هایی از نقره خالص و روی بین موسلین آغشته به محلول نمک ساخت. این از آزمایشات گالوانی با پاهای قورباغه ساخته شد. در همان سال سر همفری دیوی الکترولیز را کشف کرد. هنگامی که او جریان الکتریکی را از مواد خاصی عبور داد، آنها شروع به شکستن کردند. این به عنوان الکترولیز شناخته می شد. آزمایش‌های دیوی بعداً منجر به کشف طیف گسترده‌ای از عناصر از جمله کلسیم، منیزیم، استرانسیم و باریم شد.
1820	میدان های مغناطیسی ناشی از الکتریسیته کشف شد. هانس کریستین اورستد، اهل دانمارک، دریافت که وقتی الکتریسیته از یک سیم عبور می‌کند، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که بر سوزن قطب‌نمای مجاور تأثیر می‌گذارد.
1821	مایکل فارادی کشف کرد که وقتی یک آهنربا در داخل سیم پیچ یک سیم مسی حرکت می کند، جریان الکتریکی کوچکی از سیم عبور می کند. این کشف منجر به اختراع موتورهای الکتریکی شد. در همان سال توماس یوهان سیبک انرژی حرارتی را کشف کرد. او دریافت که وقتی اتصالات فلزات خاصی گرم می شود، الکتریسیته از میان آنها جریان می یابد.
1826	آندره آمپر نظریه های خود را در مورد الکتریسیته و مغناطیس منتشر کرد و نظریه الکترودینامیکی را توضیح داد. او اولین کسی بود که این نظریه را توضیح داد.
1827	یک معلم کالج آلمانی به نام جورج اهم نظریه کامل ریاضی خود را درباره الکتریسیته منتشر کرد.
1829	جوزف هنری نشان داد که سیم پیچیده شده در سیم پیچ الکترومغناطیس بیشتری نسبت به سیم مستقیم ایجاد می کند.
1830	جوزف هنری اصول دینام – یک ژنراتور الکتریکی را کشف کرد.
1831	مایکل فارادی القای الکترومغناطیسی را با عبور آهنربا از سیم پیچی نشان داد. چارلز وتستون و ویلیام فاترگیل کوک نیز اولین دستگاه تلگراف را ایجاد کردند.
1834	چارلز وتستون با استفاده از یک آینه گردان و چهار مایل سیم، سرعت الکتریسیته را با موفقیت اندازه گیری کرد.
1838	ساموئل مورس کد مورس را در نمایشگاهی در نیویورک اختراع کرد. او ارسال 10 کلمه در دقیقه توسط دستگاه تلگراف جدید خود را نشان داد.
1870s	توماس ادیسون یک ژنراتور الکتریکی DC (جریان مستقیم) ساخت. پس از این، او تمام برق نیویورک را تامین کرد.
1876	الکساندر گراهام تلفن را با استفاده از برق اختراع کرد.
1878	یک دانشمند بریتانیایی به نام جوزف سوان اولین نور الکتریکی را با یک لامپ رشته ای کربنی نشان داد. توماس ادیسون چند ماه بعد در آمریکا همین کشف را انجام داد.
1880s	نیکولا تسلا یک موتور AC (جریان متناوب) و یک سیستم تولید برق AC را توسعه داد. توماس ادیسون معتقد بود که این یک تهدید برای عرضه DC او است، بنابراین او داستان هایی را منتشر کرد که استفاده از آن بی خطر بود. با این حال، پس از استفاده از سیستم تسلا برای تامین انرژی 100000 چراغ الکتریکی در نمایشگاه جهانی شیکاگو در سال 1893، AC به منبع تغذیه تاسیس شده در ایالات متحده تبدیل شد. تسلا همچنین سیم پیچ تسلا را اختراع کرد. او از این سیم پیچ برای تولید جریان های معمولی خانگی استفاده کرد. این برای توسعه برخی از اولین نورهای نئون و فلورسنت استفاده شد. بین سال‌های 1880 و 1883، ماشین Wimshurst (یک ژنراتور الکترواستاتیک) برای تولید ولتاژهای بالای برق ساخته شد. این توسط یک مخترع بریتانیایی به نام جیمز ویمشورست اختراع شد.
1881	اولین منبع برق عمومی در بریتانیا در گودالمینگ، ساری، با استفاده از چرخ آب در یک آسیاب تولید شد.
1883	مگنوس فولکس اولین راه آهن برقی را ساخت. در ساحل برایتون افتتاح شد.
1884	چارلز پارسونز اولین توربین را ساخت، نوعی موتور که از جت های گازهای پرفشار برای کار استفاده می کند.
1886	هاینریش هرتز امواج الکتریکی را در جو تولید و شناسایی کرد.
1890	ژنراتورهای توربین محور برای تولید برق معرفی شدند.
1892	یک فیزیکدان هلندی به نام هندریک لورنتز نظریه الکترون خود را منتشر کرد.
1895	ویلهلم فین اولین مته برقی دستی را اختراع کرد. ویلهم رونتگن، فیزیکدان آلمانی، پرتوهای نامرئی را کشف کرد که باعث درخشش صفحه نمایش و عبور از اجسام می شد. این اشعه ها اشعه ایکس بودند.
1896	ژنراتورهای برق آبی نیکولا تسلا در آبشار نیاگارا به بهره برداری می رسد. در عرض چند سال، این ژنراتورها برق شهر نیویورک را برای راه‌آهن‌های مرتفع، مترو و چراغ‌های برادوی تامین کردند.
1897	گوگلیلمو مارکونی یک پیام رادیویی از جزیره وایت به پول که 20 مایل (حدود 32 کیلومتر) دورتر است می فرستد. او بعداً پیامی را در سراسر اقیانوس اطلس می فرستد.
1905	آلبرت انیشتین نشان داد که می توان از انرژی نور برای تولید برق استفاده کرد.
1918	یخچال و ماشین لباسشویی برقی ابتدا در دسترس قرار گرفت.
1926	اولین شبکه ملی در قانون تامین برق معرفی شد.
1930s	در دهه‌های 1930 و 1940، نیروگاه‌های برق آبی در اسکاتلند و ولز ساخته شدند، اگرچه بیشتر برق هنوز از سوزاندن زغال سنگ تأمین می‌شد. وسایل برقی خانگی معرفی شدند و رادیوهای برقی، جاروبرقی، یخچال و اتو تقریباً در دهه 1940 به بخشی از هر خانواده تبدیل شدند.
1936	تلویزیون توسط جان لاگی برد اختراع شد.
1956	در کالدر هال در کامبریا، اولین نیروگاه هسته ای در مقیاس بزرگ جهان افتتاح شد. این راکتورها نمونه اولیه راکتور ماگنوکس خنک کننده با گاز بودند.
1960s	بریتانیا راکتورهای پیشرفته خنک‌کننده گازی را برای بهبود ایستگاه‌های قبلی Magnox توسعه داد. فرانسه و ایالات متحده از فناوری راکتور آب خنک استفاده کردند.
1994	اولین راکتور آب تحت فشار بریتانیا (PWR) در Sizewell B در سافولک افتتاح شد.
2000	اولین نیروگاه موج تجاری جهان، واقع در جزیره اسکاتلند، شروع به تولید برق کرد. دستگاه‌هایی که در خط ساحلی یا خارج از دریا هستند از حرکت امواج برای فشرده‌سازی هوا برای به حرکت درآوردن توربین یا پمپ‌های هیدرولیک استفاده می‌کنند. می تواند انرژی حدود 400 خانه را تامین کند.

نقش ادیسون در تاریخچه اختراع برق

توماس ادیسون یک لامپ رشته ای کم مصرف را در سال 1879 اختراع کرد و در سپتامبر 1882 – درست یک ماه قبل از انتشار شماره افتتاحیه مجله POWER – یک ایستگاه تولید مرکزی در خیابان مروارید در منهتن پایین تاسیس کرد.

تاریخچه تولید برق به کمک ذغال سنگ

پیشرفت در فناوری AC زمینه های جدیدی را برای تولید برق باز کرده است. برای مثال، نیروگاه برق آبی، چندین نقطه عطف را بین سال‌های 1890 و 1900 در اورگان، کلرادو، کرواسی (جایی که اولین سیستم AC چند فازی کامل در سال 1895 معرفی شد)، آبشار نیاگارا و ژاپن نشان داد.

اولین ژنراتورهای بخار با ژنراتورهای بخار اشباع یا کمی سوپرشارژ با سوخت زغال سنگ، موتورهای بخار را برای دینام های جریان مستقیم (DC) ارائه کردند. سر چارلز پارسونز، که اولین ژنراتور توربین بخار (با راندمان حرارتی تنها 1.6٪) را در سال 1884 ساخت، دو سال بعد با معرفی اولین توربین چگالشی برای تغذیه یک ژنراتور AC، کارایی آن را بهبود بخشید. در اوایل دهه 1900، نیروگاه های زغال سنگ دارای خروجی هایی از 1 مگاوات تا 10 مگاوات بودند که مجهز به ژنراتورهای بخار، اکونومایزرها، اواپراتورها و سوپرهیترها بودند.

در دهه 1910، چرخه نیروگاه با سوخت زغال سنگ با معرفی توربین های استخراج بخار برای گرم کردن آب تغذیه و مولدهای بخار مجهز به پیش گرم کن های هوا که همگی بازده خالص را حدود 15 درصد افزایش دادند، بیشتر بهبود یافت.

نمایش ژنراتورهای بخار زغال سنگ پودری در ایستگاه خیابان Oneida در ویسکانسین در سال 1919 به طور قابل توجهی احتراق زغال سنگ را بهبود بخشید و امکان ساخت دیگ های بزرگتر را فراهم کرد (شکل 2). تا سطح خروجی 300 مگاوات.

دهه های 1950 و 1960 با پیشرفت های فنی بیشتری در بهبود بهره وری مشخص شد – از جمله ساخت اولین مولد بخار تک پاس با فشار بخار اصلی فوق بحرانی.

نیرو گاه سیکل ترکیبی

در دهه 1970 به 1300 مگاوات رسید. در سال 1972، اولین نیروگاه سیکل ترکیبی زغال سنگ در جهان – یک نیروگاه 183 مگاواتی برای ژنراتور STEAG آلمان – راه اندازی شد. با این حال، افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی و متعاقب آن تصویب قانون هوای پاک دولت نیکسون در دهه 1970، راه‌حل‌های فنی مانند اسکرابر را برای کاهش انتشار دی‌اکسید گوگرد برانگیخت.

در همین حال، اوایل دهه 1980 با توسعه بیشتر فناوری های کنترل انتشار، از جمله معرفی سیستم های کاهش کاتالیزوری انتخابی، به عنوان یک اقدام ثانویه برای کاهش انتشار اکسید نیتروژن مشخص شد. عملکرد این مؤلفه نیز در آن دوره تا قرن 21 شاهد بهبودهای گسترده ای بود. یکی از مهمترین نقاط عطف در تاریخ نیروگاه زغال سنگ، تکمیل اولین نیروگاه بزرگ زغال سنگ در سال 2014 در سد مرزی ساسکاچوان است.

اکتشافات اتمی

اما 13 سال بعد، در سال 1895، کشف تصادفی اشعه ایکس توسط ویلهلم رونتگن، موجی از آزمایشات را در زمینه هسته ای آغاز کرد.

در سالهای بعد، تشعشعات توسط آنتوان هانری بکرل، فیزیکدان فرانسوی کشف شد. نابینایان – ماری و پیر – تحقیقات بیشتری در مورد تشعشع انجام دادند و اصطلاح “رادیواکتیویته” را ابداع کردند. و ارنست رادرفورد، فیزیکدان بریتانیایی متولد نیوزلند که بسیاری او را پدر علم هسته ای می دانند، ساختار اتم را به عهده گرفت، قوانین تجزیه رادیواکتیو را پیشنهاد کرد و تحقیقات پیشگامانه ای در مورد تغییر شکل عناصر انجام داد.

اکتشافات اتمی نقش به سزایی در تاریخچه اختراع برق داشت.

بسیاری از دانشمندان دیگر به پیشرفت درک جهان از اصول اتمی کمک کردند. آلبرت اینشتین نظریه نسبیت خاص خود را در سال 1905 به نام E = mc2 ارائه کرد که در آن E انرژی، m جرم و c سرعت نور است. نیلز بور مدل خود از اتم را در سال 1913 منتشر کرد که بعداً توسط جیمز تکمیل شد. چادویک وقتی نوترون را کشف کرد.

انریکو فرمی، فیزیکدان ایتالیایی، در سال 1934 نشان داد که نوترون ها می توانند اتم ها را شکافتند.