Back

ⓘ Ելեկտրականութիւն




Ելեկտրականութիւն
                                     

ⓘ Ելեկտրականութիւն

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

                                     

1. Պատմութիւն

Առաջիններէն մէկը, որուն ուշադրութիւնը գրաւեց ելեկտրականութիւնը, եղած է յոյն իմաստասէր Թալես, Ք.ա. 7-րդ դարուն: Ան նկատեց, որ բուրդին շփած սաթը կը ստանայ թեթեւ առարկաներ քաշելու յատկութիւն:

                                     

1.1. Պատմութիւն 17րդ Եւ 18րդ Դարեր

Միայն 1600 թուականին յառաջացաւ "ելեկտրականութիւն" եզրը՝ յունարէն ἤλεκτρον ՝ սաթ բառէն, որուն հեղինակը անգլիացի աստղագէտ Ուիլիըմ Հիլպերթն էր, իսկ 1663 թուականին Մակտեպուրկին քաղաքապետ Օթո ֆօն Կէրիքէ Otto von Guericke ստեղծեց մետաղեայ ձողին վրայ ամրացուած ծծումբէ գունդի տեսքով ելեկտրակայուն մեքենայ մը: 1729-ին անգլիացի Սթիվըն Կրէյ Stephen Gray ելեկտրականութիւնը հեռաւորութեան վրայ հաղորդելու փորձեր ըրաւ եւ բացայայտեց, որ ոչ բոլոր նիւթերը միատեսակ կը հաղորդեն ելեքտրականութիւն: 1773-ին ֆրանսացի Շարլ Տիւֆէ նկարագրեց երկու տեսակ ելեկտրականութիւններու գոյութիւնը՝ մին, որ կը յառաջանայ ապակին եւ միւսը՝ ձիւթը բուրդին շփելու միջոցով:

1745-ին հոլանտացի Փիթըր վան Մուշէնպրուք ստեղծաց առաջին ելեկտրական խտացուցիչը՝ Լէյտենեան անօթը:

Ելեքտրականութեան առաջին տեսութիւնը ստեղծած է ամերիկացի Պէնճամին Ֆրանքլին Benjamin Franklin, որ ելեկտրականութիւնը կը ձեւակերպէր որպէս "ոչ նիւթական հեղուկ": Ան նաեւ կը մտցնէ դրական եւ ժխտական լիցքերու հասկացութիւնները, յօրինեցաւ շանթարգելը եւ անոր միջոցաւ հաստատուեցաւ կայծակներու ելեկտրական բնութիւնը: Հաստատուած չէ, որ սա փորձը իրականացուցած է Ֆրանքլին զինքը, սակայն բոլորին կողմէ անոր կը վերագրուի: Բանալիէն դէպի ձեռքերը վազող կայծերու փունջը ցոյց կու տայ, որ կայծակն ունի ելեկտրական բնաւորութիւն: Ան նաեւ բացատրեց, ըստ ամենայնի Լէյտընի անօթին հանելուկային երեւոյթը որպէս դրական եւ ժխտական լիցքերէն կազմուած մեծաքանակ ելեկտրական լիցքը պահելու սարք:

1791-ին, Լուիճի Կալուանի հրապարակեց իր կենսաելեկտրականութեան գիւտը, որով ցոյց կու տար, որ ելեկտրականութիւնը այն միջոցը եղած է, որով նեարդային բջիջները ազդակներ կուղարկեն մկաններուն: Ելեկտրականութեան ուսումնասիրութիւնը գիտական փուլ կանցընէ 1785-ին Քուլոնի օրէնքին յայտնագործուելէն ետք: Ատկէ ետք, 1791 թուականին իտալացի Լուիճի Կալուանի Luigi Galvani կը հրատարակէ գիտական աշխատութիւն մը, որուն մէջ կը նկարագրէ ելեկտրական հոսանքին առկայութիւնը կենդանիներու մկաններուն մէջ։

                                     

1.2. Պատմութիւն 19րդ Դար

1800-ին այլ իտալացի մը՝ Ալէսսանտրոյ Վօլթա Alessandro Volta կընէ հաստատուն հոսանքի առաջին ակին՝ կալուանական մարտկոցին գիւտը, որ իրմէ կը ներկայացնէ աղաջուրին մէջ թաթախած թուղթով անջատած զինքեայ եւ արծաթեայ օղակներէն կազմուած սիւն մը:

Ելեկտրամագնիսականութեան՝ ելեկտրական եւ մագնիսական միասնութեան երեւոյթին բացայայտումով, որ կատարուեցաւ 1819-1921-ին Հանս Քրիսթիան Էրսթետին եւ Անրի Մարի Ամփէրին André-Marie Ampère կողմէ, պայմանաւորուած է Մայքլ Ֆարատէյի Michael Faraday կողմէ 1821-ին ելեքկտրական շարժակին ստեղծումը: Ֆարատէյը նաեւ 1834-ին կը բացայայտէ՝ էլեկտրոլիզին օրէնքը, ապա կը մտցնէ ելեկտրական եւ մագնիսական դաշտերու հասկացութիւնը: Էլեկտրոլիզի երեւոյթին վերլուծութենէն Ֆարատէյ յանգեցաւ այն եզրակացութեան, որ ելեկտրական ուժերու փոխադրումը կընեն ոչ թէ ինչ-որ ելեկտրական հեղուկներ, այլ՝ նիւթին մասնիկները:

Ելեկտրականութեան եւ մագնիսականութեան նաեւ՝ լոյսին կապը հաստատեց Ճէյմս Քլէրք Մաքսուելլը James Clerk Maxwell 1861-ին եւ 1862-ին մասնաւորաբար իր "On Physical Lines of Force" աշխատութիւններու մէջ:

1887-ին Հայնրիխ Հերց Heinrich HertzԿաղապար:Rp բացայայտեց, որ անդրամանիշակագոյնով լուսաւորուած էլեկտրոդները շատ աւելի դիւրութեամբ կարձակեն ելեկտրական կայծեր:



                                     

1.3. Պատմութիւն 20րդ Դար

1905-ին Ալպերթ Այնշթայն հրապարակեց յօդուած մը, որուն մէջ կը բացատրուէին փորձերու արդիւնքները, ըստ որոնց լոյսի եռանդը կը տարածուի լիցքաւորուած էլեկտրոններու առանձին քուանթային բաժիններով: Սա գիւտին համար 1921-ին Այնշթայնը ստացաւ Նոպէլեան Մրցանակ՝ "ֆոտոելեկտրիք էֆեքտի օրէնքը բացայայտելուն համար":

                                     

2. Կայուն Ելեկտրականութիւն

Կայուն ելեքտրականութիւն կարելի է արտադրել շփումի միջոցաւ։ Ամէն նիւթ կը բաղկանայ հիւլէներէ, որոնք միեւնոյն թիւով փրոթոններ եւ էլեկտրոններ կը պարունակեն։ Երբ երկու նիւթեր իրարու շփենք, իսկոյն կարտաքսուին որոշ թիւով էլեկտրոններ, որոնք կը փակչին միւսին մակերեսին։ Նիւթերէն մէկը հետեւաբար դրականօրէն եւ միւսը ժխտականօրէն զիրար կը քաշեն, երկու մակերեսները իրարու ուղղութեամբ կը մղուին։ Սանտրած ատեն մազերու եւ սանտրին միջեւ քաշողականութիւնը կայուն ելեկտրականութեան յստակ օրինակ մըն է։

Մթնոլորտին մէջ կայուն ելեկտրականութիւնն է, որ պատճառ կըլլայ 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։

                                     

3. Ելեկտրամագնիսներ

1821-ին Էրսթէտին գիւտը, որ ելեկտրական հոսանք փոխադրող լարին շուրջ կայ մագնիսական դաշտ, ցոյց տուաւ էլեկտրականութեան եւ մագնիսականութեան միջեւ եղած ուղղակի կապը: Ատկէ զատ, կը թուի, որ սա փոխազդեցութիւնը կը տարբերուի բնութեան երկու՝ ձգողական եւ ելեկտրակայուն ուժերէն, որոնք հետագային յայտնի դարձան: Կողմնացոյցի սլաքին վրայ գործող ուժը զայն չուղղեր ոչ դէպի հոսանք փոխադրող լարի կամ հակառակ կողմը, այլ կը գործե անոր հանդէպ ուղիղ անկեան տակ: Էրսթէտին քիչ մը անհասկանալի խօսքերը եղած են, որ "ելեկտրական վէճը կը գործէ պտտական ոճով": Ուժը նաեւ կապ ունեցած է հոսանքին ուղղութենէն, քանի որ զայն փոխելու ուժը կը փոխուի նոյնպէս:

Էրսթէտ ամբողջապէս չէր հասկցած իր գիւտին իմաստը, սակայն, ինք նկատած էր, որ արդիւնքը փոխադարձ է՝ հոսանքը ազդեցութիւն կունենայ մագնիսին վրայ, իսկ մագնիսականութիւնը՝ հոսանքին: Սա երեւոյթը հետագային Ամփեր ուսումնասիրած է, որ բացայայտեցաւ, թէ երկու զուգահեռ հոսանք կրող լարերը կազդեն մէկը միւսին վրայ՝ նոյն ուղղութիւնով հոսանք փոխարող լարերը կը վանեն, այն պարագային, երբ հակառակ ուղղութեան հոսանքներ փոխադրողներ՝ կը քաշեն իրար:

Մագնիսական դաշտերու եւ հոսանքներու միջեւ եղած կապը չափազանց կարեւոր եղած է Մայքլ Ֆարատէյին կողմէ 1821-ին ելեկտրական շարժակ ստեղծելուն համար: Ֆարատէյին նոյնաբեւեռ շարժիչը կը պարունակէ սնդիկին աւազանի մէջ տեղադրած հաստատուն մագնիս մը: Հոսանքը կարձակուի մագնիսին վերեւը պտոյտի առանցքին կախած լարի մը միջոցաւ եւ կը մտցուի սնդիկին մէջ։ Մագնիսը շօշափող ուժով կազդէ լարին վրայ, որը կը պտտցնէ զայն, քանի դեռ հոսանքը կը պահպանուի:

1931-ին Ֆարատէյին կատարած փորձերը ցոյց կու տային որ մագնիասական դաշտին ուղղահայեաց լարին մէջ կը մեծնայ անոր ծայրերու աւիւններու տարբերութիւնը:

Սա գործընթացին հետագայ վերլուծութինը, որ յայտնի է որպէս ելեկտրամագնիսական տրամադրում electromagnetic induction, հնարաւորութիւն տրուեցաւ անոր ձեւակերպելու սկզբունք մը, որ այսօր յայտնի է որպէս Ֆարատէյին տրամադրման օրէնք, որ փակ գիծին մէջ տրամադրուած աւիւններու տարբերութիւնը համեմատական է, օղակին միջով անցնող հոսքի մեծութեանը: Սա բացայայտումին օգտագործումը թոյլ տուաւ անոր 1831-ին ստեղծելու՝ առաջին ելեկտրական ստեղծարարը electrical generator, որուն մէջ ան պտտող պղինձեայ սկաւառակներու եռանդը կը վերափոխէ ելեկտրականի: Ֆարատէյին սկաւառակները մեծ արդիւնք չէին տուած, սակայն ասիկա ցոյց տուած է մագնիսականութեան միջոցաւ ելեկտրական հոսանք տրամադրելու հնարաւորութիւնը:



                                     

4. Արտադրութիւն Եւ Փոխադրում

Ելեկտրական եռանդը սովորաբար կարտադրուի ելեկտրական մեքենաներու միջոցաւ, որոնք իրենց շարժումի համար ոյժ կը ստանան տարբեր վառելանիւթերով ստացուած շոգիէն: Թուրպինները պտտելուն համար ուժի այլ աղբիւրներ կը հանդիսանան քամին եւ բարձր տեղէն թափող ջուրը: Թերեւս 1884 թուականին Չարլզ Փէրսընսին Sir Charles Parsons ստեղծած շոգեթուրպինները մեր օրերը կարտադրեն աշխարհին վրայ ջերմութեան զանազան աղբիւրներով արտադրուող ելեկտրական ակի 80%-ը: Այս ստեղծարարները generator նմանութիւն չունին 1831-ին Ֆարատէյի ստեղծած նոյնաբեւեռ սկաւառակային ստեղծարարին հետ, սակայն կը յենուին անոր ելեքտրամագնիսական սկզբունքին վրայ, համաձայն որուն մագնիսական դաշտի փոփոխութիւնները զմիմեանս կապելով հաղորդիչը՝ իր ծայրերը կը ստեղծէ աւիւններու potential տարբերութիւն:

Տասնիններորդ դարու վերջը եղած փոխակերպիչին transformer գիւտը բացայայատեց, որ ելեկտրական ակին փոխադրումը կարելի կըլլայ կատարել առաւել արդիւնաւէտ եղանակով՝ բարձր լարումով higher voltage, բայց հոսանքին ցած ուժով: Ելեկտրականութեան արդիւնաւէտ փոխադրութիւնը կը նշանակէր, որ կարելի է անոր կեդրոնացուած տեղի մէջ արտադրել եւ առանց մեծ կորուստներու փոխադրել պէտք եղած տեղը:

Քանի որ երկիրներու պահանջները բաւարարելու համար ելեկտրական ակը մեծ քանակներով հնարաւոր չէ պահել, ամէն ատեն հարկաւոր է արտադրել այնքան, որքան կը պահանջուի այդ պահուն: Ատոր համար կանխատեսումներ կըլլան, թէ որքան հարկաւոր ըլլալու է, ու նաեւ կապահովեն պահուստային քանակ՝ անխուսափելի կորուստները եւ խախտումները հատուցանելու համար:

Ելեքտրական ակին պահանջարկը կը մեծնայ տարուէ տարի, երկրին տնտեսութեան զարգացումին եւ նորացումին զուգահեռ: Քսաներորդ դարուն առաջին երեք տասնամեակները Միացեալ Նահանգներու պահանջարկի աճը ամէն տարի 12% կազմած է: Պահանջարկին մեծնալը ներկայիս կը նկատուի անանկ երկրներու մէջ, ինչպիսիք են Չինաստանը եւ Հնդկաստանը:

Ելեկտրական ակի արտադրութեան հետ կապուած բնապահպանական խնդիրները ստիպեցին, որ ան արտադրուի ակին նոր աղբիւրներէն, ինչպիսիք են, զոր օրինակ՝ քամիին, արեւուն եւ ջուրին ակերը:

                                     

5. Կիրառութիւն

Ելեկտրականութիւնը շատ յարմար ձեւ մըն է՝ակը փոխադրելու եւ կօգտագործուի բազմաթիւ նպատակներու համար, որոնց թիւը անընդհատ կաճի: 1870-ին շիկացման լամբին գիւտէ ետք ելեկտրականութիւնը սկսաւ օգտագործուիլ որպէս լոյսի աղբիւր մը: Թէեւ ելեկտրականութիւնը իր հետ բերաւ իր վտանգները, տուներուն եւ գործատուներուն ներսը կազին լուսաւորութեան բաց բոցերու փոխարինումը նկատելիօրէն նուազեց հրդեհին վտանգը:

Ելեքտրականութիւնը կօգտագործուի հեռահաղորդակցութեան մէջ՝ 1837-ին Ուիլըմ Քուքին եւ Չարլզ Ուիթսդոունին ցուցադրած ելեկտրական հեռագրութիւնը ատոր առաջին գործնական կիրառումին առաջին դէպքերէն մեկը եղած է:

Ելեկտրամագնիսականութեան երեւոյթը հնարաւոր կը դարձնէ ելեկտրաշարժիչին աշխատանքը, որը կու տայ ելեկտրականութեան մաքուր եւ արդիւնաւէտ օգտագործումը: Կանգուն շարժիչին համար, ինչպէս ճախարակն է, դիւրին է ապահովել հզօրութեան պաշար, սակայն, անոնք, որ կը շարժին, ինչպէս ելեքտրամոպիլներուն վրայ դրուածներ, կը պահանջեն իրենց հետ կրել սնուցումի աղբիւր, օրինակ՝ կուտակիչ:

                                     

6. Բնութեան Մէջ

Մարդու մարմնին դպած ելեկտրական լարումը հոսանք կառաջացնէ հիւսուածքներուն միջով եւ չնայած, որ կախումը գիծային չէ, այնուամենայնիւ, որչափ բարձր է լարումը, նոյնչափ հոսանքն է ուժեղ: Եթէ հոսանքին ուժը բաւարար չափով մէծ է, ապա ատիկա յառաջ կը բերէ մկաններու կծկում, սիրտին աշխատանքի խափանում եւ հիւսուածքներու այրում: Ելեկտրականացած լարին արտաքին նշաններու բացակայութիւնը անոր կը դարձնէ առաւել վտանգաւոր: Ելեկտրական հոսանքին առաջացուցած ցաւը երբեմն կը բերէ անոր օգտագործումին որպէս կոտտանքներու եղանակի: Քանի մը երկիրներուն մէջ ելեկտրահարումը կօգտագործուի որպէս մահապատիժի ձեւ մը, սակայն, վերջին ժամանակները անոր օգտագործումը նուազած է: