Ода электричеству

Некогда один современный поэт сказал, что он ничего не понимает в электричестве, что оно его не интересует. И очень жаль. Если бы поэт знал, что такое электричество, какую роль играет оно во Вселенной, в современном обществе, в жизни и жизненных процессах всех живых существ - от инфузории до человека, он написал бы оду этому замечательному виду энергии.

Я не берусь воспеть электричество стихами, но в книге о бионике невозможно обойтись без перечисления основных свойств электрической энергии, без объяснения необыкновенно важной роли электричества почти во всех жизненных процессах, которые рано или поздно придется изучать бионике.

Вам многое известно об электричестве. Но задумывались ли вы когда-нибудь, почему именно электрической энергии выпало на долю играть столь важную роль в живой и неживой природе и в технике; почему ни один из других известных видов энергии не может по универсальности сравниться с электрической; почему только после изобретения Вольта наука, промышленность, транспорт и, конечно же, связь двинулись вперед быстро и решительно?

Пожалуй, ни одна из наук и отраслей техники не развивалась так стремительно, как наука об электричестве и электротехника: почти одновременно появилась великолепная плеяда великих ученых, в которой сияют имена Дэви, Эрстеда, Ампера, Ома, Кирхгофа и Фарадея - гения среди гениев, подлинного Моцарта физики. А вслед за ними пришли гениальные инженеры-самоучки: изобретатель телефона Белл - учитель из школы для глухонемых детей, изобретатель телеграфа Морзе - художник по профессии и, разумеется, Эдисон.

Чем же объяснить успех, выпавший на долю электричества?

Мы знаем несколько видов энергии: механическую, тепловую, химическую, электрическую, ее близкую родственницу - лучистую энергию и, наконец, ядерную. Так почему же из шести видов энергии природа и человечество отдали предпочтение одному - электрической энергии? Почему ни один другой вид энергии не может сравниться с ней по универсальности?

В этом мы должны разобраться подробно. Тогда мы поймем, для чего каждый бионик должен хорошо знать электричество и почему большинство бионных машин будет обязательно работать с использованием электрической энергии.

Хотя электрическая энергия самая распространенная, на Земле нет свободных запасов этой энергии, а люди еще не научились заготовлять ее впрок в больших количествах. И тем не менее электроэнергия играет в нашей жизни первейшую роль.

Вы читаете книгу, ее листы освещены светом электрической лампы. По нити лампы бежит электрический ток. Откуда примчался он? С электростанции, которая зачастую находится в сотнях километров от вашего дома. Это стало возможным благодаря тому, что мы научились передавать электроэнергию с очень малыми потерями на сотни километров по тонким проводам.

Можно ли передавать на большие расстояния энергию других видов?

Ни механическая, ни химическая, ни тепловая, ни ядерная энергия не пригодны для этого. И лишь для лучистой энергии расстояния - не преграда. Более того, лучистую энергию можно передавать без всяких проводов. Но, к сожалению, люди пока не научились использовать лучистую энергию для передачи больших мощностей. Сейчас она служит только для передачи сигналов, от которых не требуется большой мощности.

Электрическую энергию можно дробить на любые ничтожно малые доли, и в этом заключается еще одно ее важнейшее достоинство. Ни механическая, ни тепловая, ни ядерная энергия не поддаются такому дроблению.

А самое замечательное свойство электрической энергии состоит в том, что она единственная способна непосредственно и просто переходить в другие виды энергии и, наоборот, получаться непосредственно и без особых затруднений из всех других видов.

Вы включили радиолу, поставили пластинку и опустили в бороздку кончик иглы звукоснимателя. Комната заполнилась звуками музыки - звуковыми волнами или механической энергией. Звукосниматель преобразовал механические колебания иглы в пульсирующий электрический ток, а усиленный в схеме радиолы ток попал в громкоговоритель, или, иными словами, в устройство, преобразующее электрический ток в механические колебания, в механическую энергию.

Тепловую энергию также легко преобразовать в электрическую с помощью различных видов термоэлектрических генераторов. Л обратное преобразование производится хорошо известными вам электрической плиткой, электрическим утюгом, электрическим холодильником.

На орбите спутник. Много разной научной аппаратуры на спутнике. Она действует от электрического тока. Откуда же берется на спутнике электроэнергия? Для питания аппаратуры на спутнике часто используются особые полупроводниковые ячейки, устилающие его наружную поверхность. Это солнечные элементы, они преобразуют солнечный свет, лучистую энергию солнца, в электрическую. Еще проще преобразовать электричество в свет. Вам хорошо известны преобразователи такого рода: это и обычная электрическая лампа, и дуговая лампа, в которой сияет электрическая дуга, и газосветная трубка для реклам, и полупроводниковый лазер.

Химическая энергия также непосредственно переходит в электрическую.

Примером тому служит известный вам вольтов столб и обычный аккумулятор - устройство, в котором при зарядке электрическая энергия переходит в химическую, а при разрядке - обратно в электрическую.

В последние годы созданы первые пригодные для практики преобразователи ядерной энергии в электрическую.

И еще одно совершенно замечательное свойство есть у электрической энергии. Она как бы самой природой предназначена для передачи сигналов. Недаром же первыми техническими применениями электричества были телеграф и телефон.

Электрическая энергия имеет значительно больше "измерений", изменяемых параметров - показателей, чем все другие виды энергии. Параметрами электрической энергии являются величина напряжения, сила тока, полярность; а у переменного или пульсирующего тока добавляются еще частота, фаза, длительность протекания тока, длительность паузы, форма импульса при кратковременном протекании тока. Столь широкий выбор параметров и позволяет принимать самые разнохарактерные сигналы и самую различную информацию. Именно благодаря такому многообразию удается принимать без помех сигналы, поступающие одновременно, но из разных точек, или же принимать и передавать из одной точки и по одному проводу или радиолучу множество одновременных сигналов.

Вот какими изумительными свойствами обладает электрическая энергия. И недаром земной шар, как кокон, опутан электрическими проводами - нервами современной цивилизации, а электричество стало самым главным работником на заводах, в шахтах, на транспорте и в нашем доме. Не менее важную роль играет оно и в организме; электричество было в самой первой живой клетке, появившейся на Земле в незапамятные времена, оно и теперь пронизывает все живое, и так будет вечно.