Ելեկտրականութիւն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Ելեկտրականութիւն՝ ուժանիւթի տեսակ մըն է, որ կը գործածուի տուները լուսաւորելու եւ տաքցնելու, ելեկտրական շարժակները բանեցնելու, ելեկտրոնիկ սարքերը աշխատցնելու համար։ Ան իրենէ կը ներկայացնէ էլեքտրական լիցքերու գոյութիւնով, փոխազդեցութիւնով եւ շարժումներով պայմանավորուած երեւոյթներու հաւաքականութիւն մը:

Պատմութիւն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Թալես

Առաջիններէ մին, որուն վրայ ուշադրութիւն գրաւեցաւ ելեքտրականութիւն, եղած է յոյն իմաստասեր Թալես, Ք.ա. 7-րդ դարուն: Ան նկատեցաւ, որ բուրդին շփած սաթը կստանայ թեթեւ առարկաներ քաշելու յատկութիւն մը:

17րդ Եւ 18րդ Դարեր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Միայն 1600 թուականին յառաջացաւ «ելեքտրականութիւն» եզրը՝ յունարեն ἤλεκτρον [էլէքտրօն]՝ (սաթ) բառէն, որուն հեղինակը անգլիացի աստղագէտ Ուիլիըմ Հիլպերթը եղած է, իսկ 1663 թուականին Մակտեբուրկին քաղաքագլուխ Օթո ֆօն Կէրիքէ (Otto von Guericke) ստեղծեցաւ ելեքտրասդաթիք մեքենայ մը, մետաղեայ ձողին վրայ ամրացուած ծծումբէ գունդին մը տեսքով:

1729-ին անգլիացի մը՝ Սթիվըն Կրէյ (Stephen Gray) փօրձեր ելեքտրականութիւնը հեռաւորութեան վրայ հաղորդելու փորձեր ըրաւ եւ բացայայտեցաւ, որ ոչ բոլոր նիւթերը միատեսակ կը հաղորդին զելեքտրականութիւն:
1773-ին ֆրանսացի մը՝ Շարլ Տիւֆէ նկարագրեցաւ երկու տեսակ ելեքտրականութիւններու գոյութիւնը՝ մին, որ կը յառաջանայ ապակին եւ միւսը՝ ձիւթը բուրդին շփելու միջոցով:

1745-ին հոլանտացի Փիթըր վան Մուշէնպրուք ստեղծացաւ առաջին ելեքտրական խտացուցիչը Լէյտենեան անօթը: Ելեքտրականութեան առաջին տեսութիւնը ստեղծած է ամերիկացի Պէնճամին Ֆրանքլին (Benjamin Franklin), որ կը ձեւակերպեր զելեկտրականութիւն որպէս՝ «ոչ նիւթական հեղուկ»: Ան նաեւ կը մտցնէ դրական եւ ժխտական լիցքերու հասկացութիւնները, յորինեցաւ շանթարգելը եւ անոր միջոցաւ հաստատեցաւ կայծակներու ելեքտրական բնութիւնը: Հաստատուած չէ, որ սա փորձն իրականացրած է Ֆրանքլին զինքը, սակայ բոլորին կողմէ անոր կը վերագրուէ: Բանալիէն դէպի ձեռքերը վազող կայծերու փունջը ցոյց կուտայ, որ կայծակն ունէ ելեքտրական բնաւորութիւն:[1] Ան նաեւ բացատրեցաւ, ըստ ամենայնի Լէեյտընի անօթին հանելուկային երեւոյթը[2] որպես դրական եւ ժխտական լիցքերէն կազմուած մէծաքանակ էլեքտրական լիցքը պահելու սարք:

1791-ին, Լուիճի Կալուանի հրապարակեցաւ իր կենսաելեքտրականութեան գիւտը, որով ցոյց կը տար, որ ելեքտրականութիւն այն միջոցը եղած է, որով նեարդային բջիջները ազդակներ կ'ուղարկեն մկաններուն: Ելեքտրականութեան ուսումնասիրութիւնը գիտական փուլ կ՛անցնէ 1785-ին Քուլօնի օրէնքին յայտնագործելէն ետք: Ատորեն ետք, 1791 թուականին իտալացի Լուիճի Կալուանի (Luigi Galvani) կը հրատարակէ գիտական աշխատութիւն մը, որուն մէջ կը նկարագրէ ելեքտրական հոսանքին առկայութիւնը կենդանիներու մկաններուն մէջ:

19րդ Դար[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ճէյմս Քլէրք Մաքսուէլլ

1800-ին այլ իտալացի մը՝ Ալէսսանտրօ Վօլթա (Alessandro Volta) կընե հաստատուն հոսանքի առաջին աղբիւրին՝ կալուանական մարտկոցին գիւտը, որն իրենէն կը ներկայացնէ իրարէ աղաջուրին մէջ թաթախած թուղթով անջատած զինքեայ եւ արծաթեայ օղակներէն կազմուած սիւն մը:
Ելեքտրամագնիսականութեան՝ ելեքտրական եւ մագնիսական միասնութեան երեւոյթին բացայայտումով, որ կատրուեցաւ 1819-1921-ին Հանս Քրիսթիան Էրսթեդին եւ Անրի Մարի Ամբէրին (André-Marie Ampère) կողմէ, պայմանավորուած է Մայքլ Ֆարատէյի (Michael Faraday) կողմէ 1821-ին ելեքտրական շարժակին ստեղծումը: Ֆարատէյը նաեւ 1834-ին կը բացայայտէ՝ էլեքտրոլիզին օրենքը, ապա կը մտցնէ ելեքտրական եւ մագնիսական դաշտերու հասկացութիւնը: Էլեքտրոլիզի երեւոյթին վերլուծութենէն Ֆարատէյ յանգեցաւ այն եզրակացութեան, որ ելեքտրական ոյժերու փոխադրումը կընեն ոչ թէ ինչ-որ ելեքտրական հեղուկներ, այլ՝ նիւթին մասնիկները:

Անօթին լիցքաւորած պատերուն եւ միջուկին միջեւ կ'առաջանան կայծեր:


Ելեքտրականութեան եւ մագնիսականութեան (նաեւ՝ լոյսին) կապը հաստատեցաւ Ճէյմս Քլէրք Մաքսուելը (James Clerk Maxwell) 1861-ին եւ 1862-ին մասնաւորաբար իր "On Physical Lines of Force" աշխատութիւններու մէջ:[3]
1887-ին Հայնրիխ Հերց Heinrich Hertz:843–844[4] բացայայտեցաւ, որ անդրամանիշակագոյնով լուսավորուած ելեքտրոդները շատ աւելի դիւրութեամբ կ'արձակեն ելեքտրական կայծեր:

20րդ Դար[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

1905-ին Ալպերթ Այնշթայն հրապարակեցաւ յօդուած մը, որուն մէջ կը բացատրուեին փորձերու արդիւնքները, ըստ որոնց լոյսի եռանդը կը տարածուէ լիցաքավորուած ելեքտրոններու առանձին քուանդային բաժիններով: Սա գիւտին համար 1921-ին Այնշթայնը ստացաւ Նօպելի մրցանակ՝ «ֆոտոելեքտրիկ եֆեքտի օրէնքը բացայայտելուն համար»:[5]

Կայուն ելեկտրականութիւն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Կայուն ելեկտրականութիւն կարելի է արտադրել շփումի միջոցաւ։ Ամէն նիւթ կը բաղկանայ հիւլէներէ, որոնք միեւնոյն թիւով բրոթոններ եւ ելեկտրոններ կը պարունակեն։ Երբ երկու նիւթեր իրարու շփենք, իսկոյն կ'արտաքսուին որոշ թիւով ելեկտրոններ, որոնք կը փակչին միւսին մակերեսին։ Նիւթերէն մէկը հետեւաբար դրականօրէն եւ միւսը ժխտականօրէն զիրար կը քաշեն, երկու մակերեսները իրարու ուղղութեամբ կը մղուին։ Մազդ սանտրած ատեն մազերուդ եւ սանտրին միջեւ քաշողականութիւնը կայուն ելեկտրականութեան յստակ օրինակ մըն է։ Մթնոլորտին մէջ կայուն ելեկտրականութիւնն է, որ պատճառ կ'ըլլայ կայծակներու գոյութեան։ Սառոյցի մասնիկներու եւ անձրեւի կաթիլներու միջեւ տեղի ունեցած ուժգին բախումի մը արդիւնքն է կայծակը։ Վերի երկու օրինակներու մէջ, ելեկտրական հոսանք չկայ. այդ պատճառաւ ալ կը խօսինք կայուն ելեկտրականութեան մասին։

Ելեքտրամագնիսներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

A wire carries a current towards the reader. Concentric circles representing the magnetic field circle anticlockwise around the wire, as viewed by the reader.
Մագնիսական դաշտը կը պտտուէ հոսանք կրող լարի մը շուրջին

1821-ին Էրսթէտին գիւտը, որ ելեքտրական հոսանք փոխադրող լարին շուրջ կայ մագնիսական դաշտ, ցոյց տուաւ էլեքտրականութեան եւ մագնիսականութեան միջեւ եղած ուղղակի կապը: Ատորեն զատ, կը թուի, որ սա փոխազդեցութիւնը կը տարբերուի բնութեան երկու՝ ձգողական եւ ելեքտրակայուն ոյժերէն, որոնք հետագային յայտնի դարձան: Կողմնացոյցի սլաքին վրայ գործող ոյժը զայն չի ուղղէ ոչ դեպի հոսանք փոխադրող լարի կամ հակառակ կողմը, այլ կը գործե անոր հանդէպ ուղիղ անկիւնի տակ: Էրսթէտին քիչ մը անհասկանալի խօսքերը եղած են, որ «ելեքտրական վէճը կը գործե պտտական ոճով»: Ոյժը նաեւ կապ ունեցած է հոսանքին ուղղութենէն, քանի որ զայն փոխելէն ոյժը կը փոխուե նոյնպէս:

Էրսթետ ամբողջապէս չէր հասկցած իր գիւտին իմաստը, սակայն, ինք նկատած էր, որ արդիւնքը փոխադարձ է՝ հոսանքը ազդեցութիւն կ'ունենայ մագնիսին վրայ, իսկ մագնիսականութիւնը՝ հոսանքին: Սա երեւոյթը հետագային Ամբեր ուսումնասիրած է, ով բացայայտեցաւ, որ երկու զուգահեռ հոսանք կրող լարերը կ'ազդեն մէկը միւսին վրայ՝ նոյն ուղղութիւնով հոսանք փոխարող լարերը կը վանէն, այն պարագային, երբ հակառակ ուղղութեան հոսանքներ փոխադրողներ՝ կը քաշին զիրարու: [6]

A cut-away diagram of a small electric motor
Ելեքտրական շարժակը կ'օգտագործէ ելեքտրամագնիսականութեան կարեւոր սկզբունքը, որ մագնիսական դաշտի միջով անցնող հոսանքը կ'առաջացնէ դաշտը եւ հոսանքը ուղղահաեաց ոյժեր:

Մագնիսական դաշտերու եւ հոսանքներու միջեւ եղած կապը չափազանց կարեւոր եղած է Մայքլ Ֆարատէյին կողմէ 1821-ին ելեքտրական շարժակ ստեղծելուն համար: Ֆարատէյին նոյնաբեւեռ շարժիչը կը պարունակէ սնդիկին աւազանի մէջ տեղադրած հաստատուն մագնիս մը: Հոսանքը կ'արձակուէ մագնիսին վերեւը պտոյտի առանցքին կախած լարի մը միջոցաւ եւ կը մտցուի սնդիկին մէջ: Մագնսը շոշափող ոյժով կ'ազդէ լարին վրայ, որը կը պտտեցնէ զայն, քանի դեռ հոսանքը կը պահպանուի:[7] 1931-ին Ֆարատէյին կատարած փորձերը ցոյց տուեցան, որ մագնիասական դաշտին ուղղահաեաց լարին մէջ կը մէծնայ անոր ծայրերու ավիւններու տարբերութիւնը: Սա գործընթացին յետագայ վերլուծութինը, որ յայտնի է որպէս էլեքտրամագնիսական տրամադրում (electromagnetic induction), հնարաւորութիւն տուեցան անոր ձեւակերպելու սկզբունք մը, որ այսօր յայտնի է որպէս Ֆարաթէյին տրամադրման օրէնք, որ փակ գիծին մէջ տրամադրուած ավիւններու տարբերութիւնը համեմատական է օղակին միջով անցնող հոսքի մէծութեանը: Սա բացայայտումին օգտագործումը թոյլ տուաւ անոր 1831-ին ստեղծելու առաջին ելեքտրական ստեղծարարը (electrical generator), որուն մէջ ան պտտուող պղինձեայ սկաւառակներու եռանդը կը վերափոխէ ելեքտրականի:[7] Ֆարաթէյին սկաւառակները մէծ արդիւնք չէին տուած, սակայն, ասիկա ցոյց տուած է մագնիսականութեան միջոցաւ էլեքտրական հոսանք տրամադրելու հնարաւորութիւնը:

Արտադրութիւն Եւ Փոխադրում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ելեքտրական եռանդը սովորաբար կ'արտադրուի ելեքտրական մեքենաներու միջոցաւ, որոնք իրենց շարժումի համար ոյժ կը ստանան տարբեր վառելանիւթերով (ածուխ, միջուկային վառելիք, բնական կազ եւ այլն) ստացուած շոգիէն: Թուրպինները պտտելուն համար ոյժի այլ աղբիւրներ կը հանդիսանան քամին եւ բարձր տեղէն թափող ջուրը: Դեռեւս 1884 թուականին Չարլզ Փէրսընսին ( Sir Charles Parsons) ստեղծած շոգեթուրպիններ մեր օրերը կ'արտադրին աշխարհին վրայ ջերմութեան զանազան աղբիւրներով արտադրուող ելեքտրական եռանդի 80 %-ը: Սա ստեղծարարներ (generator) չունին նմանութիւն 1831-ին Ֆարատէյի ստեղծած նոյնաբեւեռ սկաւառակային ստեղծարարին, սակայն կը հենուին անոր ելեքտրամագնիսական սկզբունքին վրայ, համաձայն որուն մագնիսական դաշտի փոփոխութիւնները զմիմեանս կապելով հաղորդիչը իր ծայրերը կը ստեղծէ ավիւններու (potential) տարբերութիւն:

Տասնիներորդ դարու վերջը ըրուած փոխակերպիչին (transformer) գիւտը նշանակեցաւ, որ ելեքտրական եռանդին փոխադրումը կարելի կըլլայ կատարիլ առաւել արդիւնաւետ եղանակով՝ բարձր լարումով (higher voltage), բայց ցածր հոսանքին ոյժով: Ելեքտրականութեան արդիւնաւետ փոխադրութիւնը կը նշանակեր, որ կարելի է անոր կեդրոնացուած տեղում արտադրիլ եւ առանց մէծ կորուստներու փոխադրիլ հոն, ուր պէտք է: [8]

Քանի որ երկիրներու պահանջները բաւարարելու համար ելեքտրական եռանդը մէծ քանակներով հնարաւոր չէ պահիլ, ամէն ատենը հարկաւոր է արտադրիլ այնքան, որքան կը պահանջուի այդ պահուն: Ատոր համար կանխատեսումներ կ'արուին, թէ որքան հարկաւոր ըլլալու է, ու նաեւ կ'ապահովեն պահուստային քանակ՝ անխուսափելի կորուստները եւ խախտումները հատուցանելու համար:

Ելեքտրական եռանդին պահանջարկը կը մէծանայ տարիէ տարի, երկրին տնտեսութեան զարգացումին եւ նօրացումին զուգահեռ: Քսաներորդ դարուն առաջին երեք տասնամեակները Միացեալ Նահանգներու պահանջարկի աճը ամէն տարի 12% կազմած է:[9] պահանջարկին մէծացում նէրկայիս կը նկատուի անանկ երկրներուն մէջ, ինչպիսիք են Չինաստանը եւ Հնդկաստանը:[10][11] Ելեքտրաեռանդի արտադրութեան հետ կապուած բնապահպանական խնդիրները ստիպեցան, որ ան արտադրուէ եռանդին նօրացուող աղբիւրներէ, ինչպիսիք են, զօրօրինակ՝ քամիին, արեւին եւ ջուրին եռանդներ:

Կիրառութիւն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Շիկացման լամպ

Ելեքտրականութիւնը շատ յարմար ձեւ մըն է՝ եռանդը փոխադրելուն համար եւ կ'օգտագործուի բազմաթիւ նպատակներուն ահմար, որոնց թիւը անընդհատ կ'աճէ:[12] 1870-ին շիկացման լամպին գիւտէն ետք ելեքտրականութիւնը սկսեցաւ օգտագործիլ որպես լոյսին աղբիւր մը: Չնայած անոր, որ ելեքտրականութիւն իր հետ բերաւ իր վտանգները, տուներուն եւ գործարաններուն ներսը կազին լուսաւորութեան բաց բոցերու փոխարինումը նկատելիորեն նուազեցրեցաւ հրդեհին վտանգը:
Ելեքտրականութիւնը կ'օգտագործուի հեռահաղորդակցութեան մէջ՝ 1837-ին Ուիլըմ Քուքին եւ Չարլզ Ուիթսդոունին ցուցադրած ելեքտրական հեռագրութիւնը ատոր առաջին գործնական կիրառումին առաջին դէպքերէ մեկը եղած է:
Ելեքտրամագնիսականութեան երեւույթը հնարաւոր կը դարձնէ ելեկտրաշարժիչին աշխատանքը, որը կը տայ ելեքտրականութեան մաքուր եւ արդիւնաւետ օգտագործումը: Կանգուն շարժիչին համար, ինչպէս ճախարակն է, դիւրին է ապահուել հզօրութեան պաշար, սակայն, անոնք, որ կը շարժուեն, ինչպէս ելեքտրամոպիլներին վրան դրածներ, կը պահանջեն իրենց հետ կրել սնուցումին աղբիւր, օրինակ՝ կուտակիչ:

Բնութեան Մէջ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Մարդու մարմնին դիպած ելեքտրական լարումը հոսանք կ'առաջացնէ հիւսուածքներուն միջով եւ, չնայած, որ կախումը գիծային չէ, այնուամենայնիւ, որչափ բարձր է լարումը, նոյնչափ հոսանքն է ուժեղ: Եթե հոսանքին ոյժը բաւարար չափով մէծ է, ապա ատիկա յառաջ կը բերէ մկաններու կծկում, սիրտին աշխատանքին խափանում եւ հիւսուածքներու այրում: Էլեկտրականացած լարին արտաքին նշաններու բացակայութիւնը անոր կը դարձնէ առաւել վտանգաւոր: Ելեքտրական հոսանքին առաջացրած ցաւը երբեմն կը բերէ անոր օգտագործումին որպէս կտտանքներու եղանակի: Քանի մը երկիրներուն մէջ ելեքտրահարումը կ'օգտագործուի որպէս մահապատիժին ձեւ մը, սակայն, վերջին ժամանակները անոր օգտագործումը նուազած է:

Աղբիւրներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • Մշակութային Իմ Առաջին Հանրագիտարան, Արամ Սեփեթճեան եւ Լեւոն Թորոսեան, 2001-2002, էջ 8

Ծանօթագրութիւններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Uman, Martin (1987) (PDF), All About Lightning, Dover Publications, ISBN 0-486-25237-X, http://ira.usf.edu/CAM/exhibitions/1998_12_McCollum/supplemental_didactics/23.Uman1.pdf 
  2. Riskin, Jessica (1998), Poor Richard’s Leyden Jar: Electricity and economy in Franklinist France, p. 327, http://www.stanford.edu/dept/HPS/poorrichard.pdf 
  3. Berkson, William (1974) Fields of force: the development of a world view from Faraday to Einstein p.148. Routledge, 1974
  4. Hertz Heinrich (1887)։ «Ueber den Einfluss des ultravioletten Lichtes auf die electrische Entladung»։ Annalen der Physik 267 (8): S. 983–1000։ Bibcode:1887AnP...267..983H։ doi:10.1002/andp.18872670827 
  5. «The Nobel Prize in Physics 1921»։ Nobel Foundation։ Վերցված է 2013-03-16 
  6. Morely & Hughes, Principles of Electricity, Fifth edition, pp. 92–93 
  7. 7,0 7,1 Institution of Engineering and Technology, Michael Faraday: Biography, http://www.iee.org/TheIEE/Research/Archives/Histories&Biographies/Faraday.cfm, վերցված է 2007-12-09 
  8. Edison Electric Institute, History of the Electric Power Industry, արխիվացված օրիգինալից November 13, 2007-ին, //web.archive.org/web/20071113132557/http://www.eei.org/industry_issues/industry_overview_and_statistics/history, վերցված է 2007-12-08 
  9. Edison Electric Institute, History of the U.S. Electric Power Industry, 1882-1991, http://www.eia.doe.gov/cneaf/electricity/chg_stru_update/appa.html, վերցված է 2007-12-08 
  10. Carbon Sequestration Leadership Forum, An Energy Summary of India, արխիվացված օրիգինալից 2007-12-05-ին, //web.archive.org/web/20071205080916/http://www.cslforum.org/india.htm, վերցված է 2007-12-08 
  11. IndexMundi, China Electricity - consumption, http://www.indexmundi.com/china/electricity_consumption.html, վերցված է 2007-12-08 
  12. Wald, Matthew (21 March 1990), «Growing Use of Electricity Raises Questions on Supply», New York Times, http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9C0CE6DD1F3AF932A15750C0A966958260, վերցված է 2007-12-09