Điện là một nguồn năng lượng không thể thiếu trong đời sống sinh hoạt cũng như sản xuất của xã hội hiện nay. Nó đóng vai trò nền tảng, một trong những sản phẩm đứng đầu chuỗi cung ứng của toàn xã hội. Vậy cụ thể điện là gì? Điện được phát minh vào năm nào? Cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!
Điện là gì?
Điện là khái niệm tổng quan về sự dịch chuyển hay đứng yên của điện tích âm và điện tích dương cũng như điện trường và từ trường do chúng tạo nên. Đơn giản hơn điện cũng là một tập hợp các hiện tượng vật lý liên quan đến sự hút hoặc đẩy nhau của các electron và nơtron. Chính quá trình hút và đẩy nhau này sẽ tạo ra năng lượng điện.
Phần lớn điện được sản xuất chủ yếu bởi máy phát điện tại các nhà máy điện. Hoặc điện cũng có thể được tạo ra nhờ các nguồn năng lượng sơ cấp khác như cối xay gió. Tuy nhiên, tổng hợp lại đều có chung cách hoạt động là dùng hiện tượng cảm ứng điện từ.
Hiện nay, điện được ứng dụng rộng rãi, phổ biến và quen thuộc đối với mọi hoạt động sinh sống, tồn tại và phát triển của con người. Cụ thể là dùng để sản xuất hàng hoá trong các ngành công nghiệp (như dệt may, in ấn, tivi…), nông nghiệp (làm thức ăn vật nuôi, làm lạnh…) và dịch vụ (truyền thông, viễn thông…).
Một số khái niệm khác thuộc chủ đề có thể bạn quan tâm:
Điện được phát minh năm nào?
Về nguồn gốc phát minh của điện, theo văn liệu của người Ai Cập cổ đại có niên đại từ 2750 TCN. Thời điểm này con người đã nhận thức được về những cú điện giật từ những con cá điện. Sau đó một thời gian nhiều nhà khoa học cổ đại như Pliny the Elder và Scribonius Largus đã chứng minh được tác dụng làm tê liệt do điện giật từ cá da trơn phát điện và cá đuối điện.
Đến năm 600 trước công nguyên, những người Hy Lạp cổ quanh Địa Trung Hải đã biết một số vật như miếng hổ phách khi chà xát với lông mèo có thể hút được các vật nhẹ như da động vật hoặc giấy. Sau đó, nhà khoa học Thales của Miletos đã thực hiện nghiên cứu về hiện tượng tĩnh điện. Ông cho rằng khi ma sát lên thanh hổ phách sẽ sinh ra nam châm và với các khoáng vật như magnetit sẽ không cần chà xát, nam châm sẽ tự sinh ra.
Tuy nhiên, nghiên cứu này của ông đã bị phản bác bởi các nhà khoa học khác. Họ cho rằng Thales không đúng với nghiên cứu chứng minh lực hút là do hiệu ứng tương tự như nam châm. Mà đó là minh chứng giữa từ học và điện học, chúng có mối liên hệ với nhau.
Tiếp những năm sau đó, dự hiểu biết về điện vẫn chỉ là sự tò mò trí tuệ của nhân loại. Đến giai đoạn 1600, nhà khoa học người Anh William Gilbert đã thực hiện nghiên cứu chi tiết về điện học và từ học với việc phân biệt hiệu ứng từ đá nam châm với hiệu ứng tĩnh điện từ hổ phách bị chà xát. Ông đã đưa ra thuật ngữ La Tinh mới electricus cho những vật có tính chất hút các vật nhỏ sau khi bị chà xát. Sau đó, từ này được xuất hiện trong bản in Pseudo Doxia Epidemica của Thomas Browne năm 1646 và là nguồn gốc tiếng Anh cho từ electric, electricity. Như vậy điện đã được phát minh ra từ năm 1600 và ngày càng được các nhà khoa học nghiên cứu và sử dụng đến bây giờ.
Sau đó, các nhà khoa học Otto von Guericke, Robert Boyle, Stephen Gray và C. F. du Fay đã tiếp tục tiến hành nghiên cứu sâu hơn về điện. Điển hình nhất, trong thế kỷ 18, nhà khoa học Benjamin Franklin đã bán hết tài sản để thực hiện thí nghiệm gắn một cái chìa khóa kim loại vào cuối sợi dây bị ướt của một cái diều và thả vào cơ bão. Kết quả ông đã tìm ra được sự liên hệ giữa hiện tượng sét và điện và được miêu tả trong cuốn Present Status of Electricity.
Năm 1791, Luigi Galvani đá công bố nghiên cứu khám phá ra hiện tượng điện từ sinh học chứng minh điện là môi trường giúp các tế bào thần kinh truyền tín hiệu đến các cơ. Năm 1800, Alessandro Volta phát minh ra pin Volta được làm từ đồng và kẽm với ưu điểm nguồn điện duy trì lâu hơn so với các nguồn tĩnh điện. Trong giai đoạn 1819 – 1820, Michael Faraday đã phát minh ra động cơ điện; điện học và từ học được James Clerk Maxwell thống nhất với nhau và được mô tả trong tác phẩm On Physical Lines of Force.
Sang thế kỷ 19, có nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu và thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện. Cũng trong giai đoạn này điện đã được chuyển từ lý thuyết khoa học sang công cụ cơ bản cho nền văn minh hiện đại. Đây cũng chính là tiền đề cho cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2.
Năm 1905, nhà khoa học Albert Einstein đã công bố bài báo để giải thích cho phát hiện của nhà khoa học Heinrich Hertz vào năm 1887 khi chiếu tia cực tím vào tấm điện cực sẽ tạo ra sự phóng tia điện. Tác phẩm này đã được trao giải Nobel Vật lý năm 1921. Và chứng minh được hiệu ứng quang điện là cơ sở cho sự hoạt động của pin Mặt Trời, các CCD trong máy ảnh kỹ thuật số và nhiều ứng dụng khác.
Sau một thời gian dài, với nhiều nghiên cứu, thí nghiệm, chứng minh của các nhà khoa học trên thế giới. Điện được ra đời và thiết bị sử dụng vật liệu trạng thái rắn đầu tiên là thiết bị dò sợi râu mèo để thu tín hiệu vô tuyến. Sau đó, lần lượt xuất hiện các thiết bị bán dẫn khác.
Lịch sử phát triển của điện
Quá trình phát triển của điện và những phát minh đầu tiên của điện:
- Năm 1600: Phát minh ra điện
- Năm 1770: Luigi Galvani quan sát các hiện tượng điện ở đùi ếch.
- Năm 1775: Alexandro Volta phát minh ra điện phân.
- André Marie Ampe (1775-1836): Sáng chế điện kế và nam châm điện.
- Vào cuối thế kỷ 18: Charles Augustin de Coulomb phát hiện định luật Coulomb về lực tác dụng giữa các điện tích.
- Georg Simon Ohm (1789–1854): Phát biểu định luật Ohm, mô tả mối liên hệ giữa dòng điện và điện áp.
- Michael Faraday (1791–1867): Khám phá hiện tượng cảm ứng điện và định luật điện phân của mình.
- James Prescott Joule (1818–1889): Tìm hiểu về mối liên hệ giữa nhiệt và dòng điện.
- James Clerk Maxwell (1831–1879): Phát triển các định luật cơ bản về điện từ.
- Năm 1866: Werner von Siemens phát minh ra máy phát điện.
- Năm 1877: Thomas Alva Edison sáng chế bóng đèn điện.
Tác dụng đặc trưng của điện
Trong cuộc sống điện có vai trò và tác dụng vô cùng quan trọng, hầu như tất cả các thiết bị, máy móc đều cần đến điện năng, dưới đây là một số tác dụng của điện:
- Tác dụng nhiệt: bàn là, bóng đèn dây tóc
- Tác dụng phát sáng: bóng đèn huỳnh quang, đèn led…
- Tác dụng sinh lý: châm cứu, cấp cứu, sốc tim…
- Tác dụng từ: quạt điện, chuông cửa, van bi điều khiển điện, biến lõi sắt thành nam châm điện,…
- Tác dụng hóa học: mạ vàng, mạ kim loại…
Mức độ an toàn và nguy hiểm của điện
Điện được chia ra nhiều cường độ khác nhau nếu vượt quá cường đọ cho phép sẽ gây ra những trường hợp không mong muốn. Đồng thời tùy vào vật tiếp xúc mà điện sẽ có những phản ứng khác nhau.
Mức độ an toàn của điện
Mức điện áp an toàn của dòng điện là cường độ dòng điện nhỏ hơn 36V, khi đó con người tiếp xúc vào sẽ không bị điện giật, chập điện hoặc ảnh hưởng đến tính mạng. Nếu tiếp xúc liên tục với điện sẽ yêu cầu điện áp là 24V, dòng điện an toàn là 10mA. Mức độ tối thiểu của giá trị dòng điện con người có thể cảm nhận là 1mA (AC), 5mA (DC), tối đa là 10mA (AC), 50mA (DC).
Mức độ nguy hiểm của điện
Nguồn điện áp có cường độ dòng điện trên 10mA được cảnh báo là nguy hiểm với cơ thể con người và vật tiếp xúc. Nó có thể gây tử vong tại chỗ hoặc làm cháy nổ, hỏa hoạn, chập điện…
Các mức độ điện áp nguy hiểm với con người được phân loại như sau:
- Dưới 24V: Mức điện áp an toàn với con người.
- Trên 30V: Xuất hiện hiện tượng điện giật nhẹ với người tiếp xúc.
- Trên 40V: Mức điện áp gây nguy hiểm với người dùng, ảnh hưởng đến tim, phổi, thần kinh… Nếu không được ngắt điện hoặc chữa trị kịp thời sẽ gây tử vong tại chỗ.
Hy vọng qua bài viết trên đây sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về khái niệm điện cùng sự ra đời, phát minh của điện.