Электротехниканың даму тарихы. Электротехниканың дамуына үлес қосқан ғалымдар және олардың өнертабыстары

Электротехника - бұл өте кең білім беру саласы, ол электр энергиясын пайдалануға байланысты барлық нәрсені қамтиды. Бұл тізбектерді, құрылғыларды, жабдықтарды және компоненттерді дамыту, электромагниттік құбылыстарды зерттеу, оларды практикалық қолдану. Электротехника саласы - біздің өміріміздің барлық салалары.

Мұның бәрі қалай басталды

Электротехниканың даму тарихы адамзат дамуының бүкіл тарихымен тығыз байланысты. Адамдар табиғат құбылыстарына қызығушылық танытты, олар түсіндіре алмады. Электротехниканың даму тарихы - айналада болып жатқан оқиғаларды қайталап қайталау.

Зерттеу ұзақ ғасырлар бойы жалғасты. Бірақ он жетiншi ғасырда ғана электротехниканың даму тарихы адамның бiлiмi мен дағдыларын нақты пайдалануымен басталды.

Теория

Электротехниканың дамуына үлес қосқан ғалымдар мыңдаған және мыңдаған атаулар болып табылады, олардың барлығын осы мақала аясында көрсету мүмкін емес. Бірақ біздің зерттеулері әлемімізді қазіргідей етіп қалыптастыруға көмектескен адамдар бар.

Тарихи деректерге сүйенер болсақ, оның назарын алғашқылардың бірі - жүнге оралғаннан кейін, ол объектілерді тартуға қабілетті еді, грек философы Милеттегі Thales болды. Оның тәжірибесі б.з.д. 7-ші ғасырда жүргізілген. Өкінішке орай, ол іргелі тұжырымдар жасай алмады. Бірақ ол барлық ескертулерін мұқият жазып, оларды ұрпақтарына тапсырды.

Магдебургтегі Otto von Guericke компаниясы тек қана тартуға ғана емес, сондай-ақ объектілерді тартып алуға болатын допты ойлап тапқан машинаны әзірлегенде, «электромеханиктер мен олардың өнертабыстары» деген шартты тізімдегі келесі атау 1663 жылы пайда болды.

Танымал ғалымдар

Кейіннен электротехниканың басында осындай танымал ғалымдар :

• Қашықтан электр энергиясын беру бойынша эксперименттер жүргізген Стефен Грэй. Зерттеудің нәтижесі объектілердің зарядты әртүрлі түрде беруі туралы қорытынды болды.
• Чарльз Дюфт, әртүрлі электр түрлері туралы теорияны ұсынды.
• Голландиялық Питер Ван Мушенбрук. Ол конденсатордың өнертабысы үшін танымал болды.
• Георг Рихман және Михаил Ломоносов феноменді белсенді зерттеді.
• Бенжамин Франклин. Бұл адам найзағайдың өнертапқышы ретінде тарихта қалды.
• Луиджи Галвани.
• Василий Петров.
• Чарльз Кулон.
• Ханс Оерстед.
• Алессандро Вольта.
• Андре Ампер.
• Майкл Фарадей және көптеген басқалар.

Энергетика

Электротехника - бұл ғылымның төрт компоненті бар, олардың біріншісі - электр энергетикасы. Бұл энергияны өндіру, беру және тұтыну ғылымы. Адамзат осы технологияны өз қажеттіліктеріне 19-шы ғасырда табысты пайдалана алады.

Примитивтік батареялар құрылғыларға біраз уақыт жұмыс істеуге мүмкіндік берді, бұл ғалымдардың амбицияларын қанағаттандырмады. Генератордың бірінші прототипінің өнертапқышы 1827 жылы Венгриялық Анос Джедлик болды. Өкінішке орай, ғалым өзінің ұрпағын патенттеген жоқ және оның есімі тек тарих бойынша оқулықтарда қалды.

Кейінірек динамикалық автокөлікті Ippolit Pixie өзгертеді. Құрылғы қарапайым: тұрақты магнит өрісін құрастыратын статор және орамалардың жиынтығы.

Электротехника мен энергетиканың даму тарихы Майкл Фарадей есімін атамай-ақ жасай алмайды. Ол бірінші генераторды ойлап тапты, ол ток пен тұрақты кернеуді шығаруға мүмкіндік берді. Кейіннен механизмдерді Эмиль Штерер, Генри Уайльд, Зеноб Грамм жақсартты.

Үздіксіз ток

1873 жылы Венада өткен көрме бір километрге жуық жерде орналасқан автокөліктен сорғыны іске қосқанын дәлелдеді.

Электр энергиясы әлемді сенімді түрде жаулап алды. Адамзат бұрын-соңды белгісіз жаңалықтар, телеграф, автомобильдер мен кемелерде электр қозғалтқышы, жарықтандыру қалалары сияқты қол жетімді болды. Үлкен динамикалық машиналар өнеркәсіптік масштабта электр тоғын өндіру үшін жиі қолданылады. Қалаларда алғашқы трамвайлар мен троллейбустар пайда болды. Тікелей ағым идеясы танымал ғалым Томас Эдисон тарапынан кеңінен енгізілді . Дегенмен, бұл технологияның кемшілігі болды.

Ғалымдардың еңбектеріндегі теориялық электротехника электр қондырғыларымен барынша көп елді мекендерді және аумақты қамтиды. Бірақ тікелей ток көзі өте шектеулі болды - шамамен екі-үш километр, содан кейін үлкен шығындар басталды. Ауыстырылатын токқа өтуге және генерациялайтын машиналардың мөлшеріне көшудің маңызды факторы, лайықты зауыттың мөлшері.

Никола Тесла

Жаңа технологияның негізін салушы Сербиялық ғалым Никола Тесла. Өмір бойы ол ауыспалы ток мүмкіндіктерін зерттеуге арнап, оны қашықтыққа ауыстыруға арнады. Электротехника (жаңадан бастағандар үшін қызықты факт болады) оның негізгі қағидаттарына негізделген. Бүгінгі күні әрбір үйде ұлы ғалымның бір туындысы бар.

Өнертапқыш әлемді көпфазалы генераторлармен, асинхронды электр қозғалтқышымен, қарсы және көптеген басқа өнертабыстармен таныстырды. Телеграфта жұмыс істеген жылдары, телефон компаниялары, Эдисон зертханасы және одан кейін оның кәсіпорындарында Тесла көптеген тәжірибелердің арқасында зор тәжірибе жинады.

Адамзат, өкінішке орай, ғалымның ашылуының оннан бірін алмады. Мұнай кен орындарының иелері электр революциясына қарсы кез келген жолмен жүрді және оларға қол жетімді кез келген тәсілдер оның прогресін тоқтатуға тырысты.

Айтуға сәйкес, Николай дауылдарды құрып, тоқтатып, әлемнің кез-келген жеріне электр энергиясын сымсыз жіберіп, соғыс кемелерін телепортировалаған, тіпті Сібірдегі метеориттің құлдырауын тудырды. Бұл адам өте керемет болды.

Кейінірек анықталғандай, Никола дұрыс болатын, айнымалы токқа ставка жасаған. Электротехника (әсіресе жаңадан бастағандар үшін) ең алдымен оның қағидаттары туралы айтады. Ол электр желісін тек сымдармен мыңдаған километрге жеткізуге құқылы болды. Тұрақты «әріптес» болған жағдайда, электр станциясы екі-үш километрге дейін орналасуы керек. Бұған қоса, олар үнемі қызмет көрсетуі керек.

Бүгінгі таңда электрлі көлік үшін трамвай, троллейбус, электровоздар, өнеркәсіптік қондырғылардағы қозғалтқыштар, батареялар, зарядтағыштар әлі күнге дейін бар. Дегенмен, технологияның дамуын ескере отырып, «тұрақты» жақында тек тарих беттерінде қалады деген болжам бар.

Электромеханика

Электр энергиясын механикалықтан электрлендіруге және керісінше электр энергиясын айырбастау принципін түсіндіретін электротехника секцияларының екіншісі электромеханика деп аталады.

Әлемге электромеханика бойынша жұмысын көрсеткен бірінші ғалым 1891 жылы машиналарға арналған орамалардың теориясы мен дизайны туралы мақаланы жариялаған Швейцария ғалымы Энгелберт Арнольд болды. Кейінірек әлемдік ғылым Blondel, Widmard, Kostenko, Dreyfus, Tolvinsky, Krug, Park зерттеу нәтижелерімен толықтырылды.

1942 жылы венгер-американдық Габриэль Крон ақыр соңында барлық электр машиналары үшін жалпыланған теорияны құрып, көптеген ғалымдардың күш-жігерін өткен ғасырда біріктірді.

Электромеханика бүкіл әлемдегі ғалымдардың қызығушылығын тудырды, кейінірек электродинамика (электр және магниттік құбылыстардың арасындағы байланысты зерттеу), механика (дене қозғалысын зерттеу және олардың өзара әрекеттестігі), сондай-ақ термофизика (энергетиканың теориялық негіздері, термодинамика, жылу және масса алмасу) ) және басқалар.

Зерттеу барысында зерттелінген негізгі проблемалар түрлендіргіштерді, айналмалы магнит өрісін, желілік ток жүктемесін, Арнольд тұрақтығын зерттеу және дамыту болды. Негізгі тақырыптар - электр және асинхронды машиналар, трансформаторлардың әр түрлі түрлері.

Электромеханиканың постулаттары

Электромеханиканың негізгі үш постулаттары заңдар болып табылады:

• Фарадейдің электромагниттік индукциясы ;
• Магниттік тізбектің жалпы ток;
• Электромагниттік күштер (сол Ампер заңы).

Электромеханик ғалымдары жүргізген зерттеулердің нәтижесінде электр энергиясын жоғалтусыз мүмкін емес деп дәлелдеді, барлық машиналар қозғалтқыш режимінде де, генератор ретінде де жұмыс істей алады, сондай-ақ, ротор мен статорлар әрқашан бір-біріне қатысты стационарлық болып табылады.

Негізгі формулалар теңдеулер:

• Электр машинасы;
• Электр машинасының орамасының кернеуінің балансы;
• Электромагниттік сәт.

Автоматты басқару жүйесі

Табысқа жететін машиналар адамның еңбегін ауыстыра алатынын анықтағаннан кейін бағыт белгілі түрде танымал болды.

Автоматты басқару - басқа құрылғылардың немесе тіпті бүкіл жүйелердің жұмысын басқаруға мүмкіндік береді. Басқаруды температура, жылдамдық, қозғалыс, бұрыштар және қозғалыс жылдамдығы арқылы жасауға болады. Манипуляция толықтай автоматты режимде және адамның қатысуымен жүзеге асырылуы мүмкін.

Осындай алғашқы машинаны Чарльз Бабридж жобаланған жиынтық деп санауға болады . Бұрыштық карталарға енгізілген ақпарат көмегімен бу қозғалтқышымен сорғыларды басқаруға болады.

Бірінші компьютер 1909 жылы жұртшылыққа таныстырылған ирланд ғалымы Перси Лудгейт шығармаларында сипатталған.

Аналогтық есептеу техникасы Екінші дүниежүзілік соғыстан бұрын пайда болды. Әскери операциялар осы перспективалы саланың дамуын біршама баяулатты.

Қазіргі заманғы компьютердің бірінші прототипі 1938 жылы неміс Конрад Зузе болды.

Бүгінгі күні автоматикалық басқару жүйелері өнертапқыштар ойлап тапқандай, адамдар біртұтас және қауіпті жұмыстарды орындайтын өндірісте сәтті ауыстырады.

Электроника

Электр техникасын дамытудың келесі кезеңі ұқсас құрылғыларға қарағанда миллиардтаған есе көп электрондық құрылғыларға айналды.

Ең танымал өнертабыс - неміс Enigma шифрлау машинасы. Кейіннен британдық электрондық декодерлер, олардың көмегімен кодталған кодтарды шешуге тырысты.

Содан кейін калькуляторлар мен компьютерлер болды.

Өмірдің қазіргі кезеңінде электроника мен телефондар телефондар мен планшеттер арқылы қосылған. Ал ертең біздің құрылғыларды дамыту қандай болады, біз тек болжай аламыз. Бірақ ғалымдар күні-түні ғана жұмыс істеп, бәрімізді таң қалдырып, дыбысты тыңдауға қызықты және оңай болады.