po  

Решающая роль в современном научно-техническом прогрессе при надлежит электротехнике, которая включает в себя три основных раздела: Теоретические основы электротехники (ТОЭ), Электрические машины (ЭМ) и Электронику.

Современное определение электротехники

Электротехника - область науки и техники, использующая электри ческие и магнитные явления для осуществления процессов преобразования энергии и превращения вещества, а также для передачи сигналов и инфор мации. В последние десятилетия из электротехники выделилась промышлен ная электроника с тремя направлениями: информационное, технологиче ское и энергетическое, которые с каждым годом приобретают все большее значение для научно-технического прогресса.
В развитии электротехники и электроники можно выделить следующие восемь этапов:
I этап: до 1800г.- становление электростатики. К этому периоду от носятся первые наблюдения электрических и магнитных явлений, создание первых электростатических машин и приборов, исследование атмосфер ного электричества, зарождение электромедицины (опыты Гальвани, рис.1.1), открытие закона Кулона и закона сохранения энергии.

опыты Гальвани
Рис.1.1. Лягушка, препарированная для опытов с электрофорной машиной и лейденской банкой (рисунок из трактата Гальвани)

В 1744 г. М.В. Ломоносов писал: «Все перемены, в натуре случающи еся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимается столько присовокупится к другому, так ежели где убудет несколько ма терии, то умножится в другом месте… сей всеобщий закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оной у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает.»

умные часы

Выдающийся ученый – энциклопе дист М.В. Ломоносов был первым в России основоположником изучения электриче ских явлений, автором первой теории электричества. В 1745 г. был разработан первый электроизмерительный прибор «электрический указатель» Георгом Вильгель мом Рихманом, который погиб 25 июня 1753 г., во время сильной грозы при проведении опыта с «грозовой машиной». Соответствующие труды М.В. Ломоносова находились в забвении до 1904 г., а будучи опубликованы в России, не могли проникнуть в западные лаборатории, поэтому позднее А.Л. Лавуазье повторно и независимо от М.В. Ломоносова открыл за кон сохранения вещества.
II этап: 1800 – 1830 гг. - закладка фундамента электротехники и её научных основ. Начало этого периода ознаменовано получением «Вольтова столба» - первого
электрохимического генератора постоян ного тока (рис. 1.2). Затем была создана «Огромная наипаче батарея» Василия Владимировича Петрова, с помощью которой была получена электрическая дуга и сделано много новых открытий. В этот период были открыты важнейшие законы Георга Симона Ома, Жана Батисто вольтов столбБио и Феликса Савара, Андре Мари Ампера и установлена связь между электрическими и магнитными явлениями. Был создан прообраз электродвигателя.

III этап: 1830 – 1870г. - зарождение электротехники. Самым значи тельным событием этого периода было открытие явления самоиндукции
Майклом Фарадеем и создание первого электромагнитного генератора (на основе ЭМИ). В этот период формулируются законы Ленца, Кирхгофа, раз рабатываются различные конструкции электрических машин и измеритель ных приборов, зарождается электроэнергетика. Однако широкое практиче ское применение электроэнергии в хозяйстве и быту сдерживалось отсут ствием экономичного электрического генератора.
IV этап: 1870 – 1890гг.- становление электротехники как самостоя тельной отрасли техники. В этот период создаётся первый промышленный генератор с самовоз буждением (динамо-машина), что привело к появлению отрасли электро техники «Электрические машины». Организуются производства с исполь зованием электроэнергии. С развитием промышленности, ростом городов возникает потребность в электрическом освещении. Начинается строитель ство «домовых» электростанций, вырабатывающих постоянный ток. Электрическая энергия становится товаром и всё более остро ощущается по требность в централизованном производстве и экономичной передаче электроэнергии. На постоянном токе эту проблему решить нельзя из-за невоз можности трансформации постоянного тока. В это время Павел Николае вич Яблочков изобрёл электрическую свечу и разработал схему дробления постоянного электрического тока при помощи индукционных катушек, представляющих собой трансформатор с разомкнутой магнитной системой. В середине 80-х годов началось серийное производство однофазных трансформаторов с замкнутой магнитной системой (Макс Дёрн, Отто Блати, К Циперновский) и строительство центральных электростанций переменного тока. Однако развитие производства требовало комплексного решения про блемы экономичной передачи электроэнергии на дальние расстояния и со здания экономичного и надёжного электродвигателя. Эта проблема была
решена на основе многофазных (трёхфазных) систем.

V этап: 1891 – 1920 гг. – становление и развитие электрификации. Предпосылкой развития трёхфазной системы явилось открытие в 1988 г. явления вращающегося магнитного поля. Трёхфазная система оказалась наиболее рациональной. В развитие этой системы внесли вклад мно гие учёные разных стран, но наибольшая заслуга принадлежит русскому учёному Михаилу Осиповичу Доливо-Добровольскому,

читать далее...

создавшему трёх фазные синхронные генераторы, асинхронные двигатели и трёхфазные трансформаторы. Убедительным преимуществом трёхфазных цепей было строительство трёхфазной линии электропередачи между немецкими горо дами Лауфеном и Франктфуртом при активном участии М.О. Доливо-Доб ровольского. Расширяются исследования явлений, протекающих в цепях синусоидального тока с помощью векторных и круговых диаграмм. Огромную роль в анализе процессов в таких цепях сыграл комплексный метод расчёта, предложенный 1893-1897гг. Чарльсом Протеусом Штейнмецом. Теоретические основы электротехники становятся базовой дисциплиной в вузах и фундаментом научных исследований в области электротехники.

VI этап: 1920 – 1940гг. – зарождение электроники: электровакуумные приборы, триод, диод. В 1923году Лосев создал первый полупроводниковый диод – кристадин, который мог работать в режиме генератора высокочастотных колебаний. Выделилась радиотехника как самостоятельная наука.

VII этап: 1940 – 1970гг. – зарождение информатики: построение электронно - вычислительных машин.

VIII этап: 1970г. – по настоящее время – информатика как самостоятельная наука.