Fyzika - Elektřina I.

... z toho, co dosud jsme poznali, jest zřejmo, že elektřina jest něco, co má energii. Nabyli jsme vědomosti, jak obě nepřátelské elektřiny v láhvi na sebe vrážejí a spolu se v jediný celek pojí a že zcelování jejich provázeno bývá bleskem i praskotem.

Dále uzavíráme, že, když elektřina jeví energii, třeba k tomu práce, aby elektřina povstala. Chceme-li zbuditi vůbec energii, nutno nám k tomuto cíli vykonati určitou práci. Naopak nepřichází energie na zmar, když obě elektřiny spolu se spojují, nýbrž děje se pouhá záměna energie jednoho druhu, totiž elektřiny, v energii jiného druhu, totiž tepla ...

FYSIKA, již napsal Balfour - Stewart, 1883

 

 

Thales Milétský (6. stol. př. n. l., Řek)

popsal jev týkající se jantarového nástroje, který byl používán při předení lnu: začal k sobě přitahovat různá drobná tělíska, zatímco vlákna lnu se začala vzájemně odpuzovat. Řečtí filozofové tuto vlastnost jantaru vysvětlovali jako projev „duše“ jantaru, probuzený jeho třením. Dnes víme, že jantar získává třením elektrický náboj.

 

William Gilbert (1540 - 1603, Angličan)

lékař anglické královny Alžběty, jako jeden z prvních vědců po dlouhých stoletích obrátil ve 2. polovině 16. století znovu pozornost k vlastnostem jantaru. Zjistil, že třením získají schopnost přitahovat lehká tělíska i jiné látky a nazval jejich tajemnou sílu „elektricitas“ podle řeckého jména jantaru

 

Odtud vzniklo i české označení jevu „elektrický“ a „elektřina“. Pokusy se statickou elektřinou, třecími elektrikami a leydenskými lahvemi se staly v 17. a 18. století velmi populární i mezi příslušníky nejvyšší šlechty ve „fyzikálních salonech“.

 

Prováděnými elektrickými a magnetickými pokusy zjistil Gilbert podstatnou věc - silové působení zelektrovaných látek se liší od silového působení magnetických látek, jedná se o dva různé jevy.

 

ElektrikaOtto von Guericke (1602 - 1686, Němec)

byl dlouholetým starostou německého města Magdeburg. Je známý především svým pokusem s magdeburskými polokoulemi a vynálezem vývěvy. Zkonstruoval však také první výkonnou třecí elektriku (1672). Zdrojem nábojů v ní byla velká koule ulitá ze síry, upevněná na hřídeli s klikou. Jednou rukou koulí otáčel, dlaní druhé ruky třel kouli, která se nabíjela. Přitom Guericke objevil do té doby neznámé odpudivé působení elektrických nábojů. Jeden z exemplářů třecí elektriky věnoval Gottfriedu Leibnitzovi, který při pokusech s ní pozoroval poprvé elektrické jiskry. Právě elektrické jiskry a efekty s nimi spojené patřily k hlavním atrakcím „fyzikálních salónů“. Později se koule síry nahradila pryskyřicí a sklem, ke tření se místo dlaně začala používat různá natěradla (kůže, srst, žíně aj.).

 

 

 

Charles Francois de Cisternay du Fay (1698-1739, Francouz)

navázal na dosavadní pokusy a opravil původní Gilbertovo rozdělení látek na elektrické a neelektrické. Zjistil totiž, že tzv. neelektrické látky se dají také zelektrovat, ale jejich náboj se rychle odvede na další tělesa. Přitažlivost a odpudivost vysvětloval existencí dvou „fluid“ oddělovaných od sebe třením (fluidům říkal elektřina skelná a pryskyřičná). Jiná teorie používala jen jedno fluidum, které se může pohybovat. Tento omyl byl definitivně vyvrácen až začátkem 20. století, kdy se podařilo změřit velikost elementárního náboje.

 

Leydenské lahvePieter van Muschenbroek (1692 - 1761, Holanďan)

se pokoušel roku 1745 zelektrovat vodu v lahvi, do které byl ponořen drát, přivádějící náboj z elektrického stroje. Držel přitom láhev v jedné ruce a po nabíjení se pokusil druhou rukou vyjmout drát z vody. Rána, kterou neočekávaně dostal, byla taková, že řekl svému příteli Réaumurovi, že „by nechtěl druhou obdržet za království francouzské“. Pokus byl proveden v Leydenu, odtud pochází označení „leydenská láhev“ jako zařízení na shromažďování elektrického náboje. Později byl vnitřní povrch nádoby polepen staniolem místo vodivé kapaliny.

 

Benjamin Franklin (1706 - 1790, Američan)

pocházel z Bostonu a vyučil se u svého bratra tiskařem a knihkupcem. Fyzice se začal věnovat až ve věku 40 let, byl ovšem mužem mnoha zájmů a později se aktivně zapojil do politické činnosti v období vzniku Spojených států. Stal se spoluautorem Deklarace nezávislosti a působil jako vyslanec Spojených států amerických v Evropě. Už kolem roku 1747 popisoval účinky kovových hrotů, jak „při vytahování, tak odvrhování elektrického ohně“. Od té doby se začaly hroty používat na elektrických strojích jako sběrače náboje (kolektory). Roku 1749 přišel s myšlenkou, že blesk je totožný s elektrickou jiskrou:

„Elektrické fluidum se shoduje s bleskem v těchto směrech: 1. dává světlo, 2. má barvu světla, 3. má křivolaký směr, 4. má rychlý pohyb, 5. vodí je kovy, 6. při výbuchu vzniká praskot nebo hluk, 7. trvá ve vodě nebo v ledu, 8. štěpí látky, jimiž prochází, 9. ničí živočichy, 10. taví kovy, 11. zapaluje hořlavé látky, 12. zapáchá po síře“

Tyto své úvahy potvrdil velmi nebezpečným pokusem s drakem, vypuštěným do bouřkového mraku. Vynalezl také nový typ kondenzátoru pro shromažďování elektrického náboje, který byl po něm pojmenován jako Franklinova deska. Jejím základem je skleněná deska polepená z obou stran kovovou fólií, pro zvětšení kapacity se desky zapojovaly paralelně jako baterie kondenzátorů.

 

Prokop Diviš (1696-1765, narozen v Helvíkovicích u Žamberka, vlastním jménem Václav Divíšek)

Bleskosvodbyl mimořádně vzdělaný kněz, který získal doktorát filozofie na olomoucké univerzitě a stal se i doktorem bohosloví salzburské univerzity. Vyučoval fyzice a přírodním vědám v premonstrátorském klášteře v Louce u Znojma a později se stal farářem v Příměticích u Znojma. Proslul svými pokusy s elektřinou, kterou léčil lidi, studoval její vliv na rostliny a dokonce vynalezl elektrický strunný hudební nástroj, napájený z leydenských lahví. Své elektrické pokusy předváděl i u vídeňského dvora císařskému páru, Marii Terezii a Františku Štěpánu Lotrinskému, a za svou experimentátorskou práci byl odměněn zlatými medailemi s jejich podobenkami. Diviš nezůstal ve svém experimentování nijak izolován, dopisoval si s matematikem a přírodovědcem, členem Akademie věd v Berlíně Leonhardem Eulerem, s Akademií věd v Petrohradě, o svých pokusech informoval pražského profesora Antonína Acrinciho. Nejznámější je konstrukce bleskosvodu (na obrázku). 15.června 1754 postavil Diviš blízko své fary 15 metrů vysoký „stroj povětrnostní“ s množstvím hrotů, jejichž úkolem bylo vysávat z bouřkových mraků elektrický náboj. I když se pokoušel prorazit se svou myšlenkou u císařského dvora, nepodařilo se mu to. Za pět let ho místní lidé požádali, aby „stroj“ odklidil, protože je příčinou sucha. Když to neudělal, sami jej r. 1760 strhli, ale když téhož roku byly velké bouřky, žádali Diviše, aby jej znovu postavil. Ten to však odmítnul.

 

Charles Auguste de Coulomb (1736 - 1806, Francouz)

po studiu na vojenské škole se stal specialistou na vojenské stavby, devět let vedl opevňovací práce na ostrově Martinique. R. 1776, v době jeho návratu do Francie, vypsala pařížská Akademie soutěž na zdokonalení navigačních zařízení. Coulomb měl úspěch, byl zvolen za člena Akademie a následovalo 13 plodných vědeckých let. V roce 1777 vynalezl velmi citlivé torzní váhy, s jejichž pomocí odvodil roku 1784 zákon silového působení elektrických nábojů. Místo pouhého pozorování elektrických a magnetických jevů od té doby nastoupilo vědecké zkoumání a měření, provázené matematickým zpracováním. V období fracouzské revoluce po roce 1789 se Coulomb uchýlil do ústraní a do Paříže se vrátil až s příchodem Napoleona. Význam Coulombových objevů byl oceněn pojmenováním jednotky pro elektrický náboj - 1 coulomb (C).

 

Voltův sloup Luigi Galvani (1737 - 1798, Ital)

tento lékař a profesor anatomie koncem 18. století zjistil, že spojením dvou různých kovů prostřednictvím žabího stehýnka došlo k trhavému stahování svalů. Došel k mylnému závěru, že příčinou je živočišná elektřina v nervech a svalech žáby. Tento omyl vyvrátil svými pokusy Galvaniho rodák

 

Alessandro Volta (1745 - 1827, Ital)

profesor fyziky a člen významných evropských vědeckých společností našel skutečnou příčinu tohoto jevu. Sestrojil první trvalý zdroj elektrického proudu vytvořený dvěma kovovými elektrodami oddělenými elektrolytem. Dvojice zinkových a měděných elektrod proložil kousky flanelu navlhčeného slanou vodou a uspořádal do tvaru sloupu (tzv. Voltův sloup, na obrázku). Další vynálezci tento primitivní galvanický článek zdokonalovali až do jeho současné podoby.

Voltův vynález zdroje trvalého elektrického proudu znamenal zásadní krok k využití elektrické energie.

ESF logoEU logoMŠMT logoOPVPK logoUJEP logo

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ