Электротехника - электр энергиясын пайдалануға қатысты барлық нәрсені қамтитын білімнің өте кең саласы. Бұл схемаларды, құрылғыларды, жабдықтарды және тетіктерді жасауды және электромагниттік құбылыстарды зерттеуді, оларды практикалық қолдануды қамтиды. Электротехника саласы біздің өміріміздің барлық салаларын қамтиды.
Бәрі қалай басталды
Электротехниканың даму тарихы бүкіл даму тарихында адамзатпен тығыз байланысты. Адамдарды өздері түсіндіре алмайтын табиғат құбылыстары қызықтырды. Электротехниканың даму тарихы - айналада болған нәрсені қайталауға үнемі талпыныс.
Зерттеу ұзақ және ұзақ ғасырлар бойы жалғасты. Бірақ тек XVII ғасырда ғана электротехниканың даму тарихы адамның алған білімі мен дағдыларын нақты пайдалануынан кері санауды бастады.
Теория
Электротехниканың дамуына үлес қосқан ғалымдардың есімдері мыңдаған, мыңдаған, олардың барлығын осы мақала аясында тізіп шығу мүмкін емес. БірақЗерттеулері біздің әлемді бүгінгідей етіп жасауға көмектескен адамдар бар.
Тарихи деректерде былай делінген: янтарь жүнге үйкелгеннен кейін оның заттарды тарта алатынына назар аударғандардың бірі – грек философы Милетский Фалес. Ол өз тәжірибелерін біздің эрамызға дейінгі VII ғасырда жүргізген. Өкінішке орай, ол ешқандай іргелі қорытынды жасай алмады. Бірақ ол барлық бақылауларын мұқият жазып алып, ұрпаққа қалдырды.
Шартты тізімдегі келесі атау «электрик ғалымдар және олардың өнертабыстары» тек 1663 жылы, Отто фон Герик Магдебург қаласында машинаны құрастырған кезде ғана пайда болды, ол допты тартып қана қоймай, сонымен бірге қайтара алатын болды. нысандар.
Атақты ғалымдар
Кейіннен электротехниканың бастауын мынадай атақты ғалымдар салды:
- Стивен Грей, электр тогын қашықтыққа беру бойынша тәжірибелер жүргізген. Оның зерттеуінің нәтижесі нысандардың төлемді басқаша тасымалдайтыны туралы қорытынды болды.
- Электр тогының әртүрлі түрлерінің теориясын ұсынған Чарльз Дюфай.
- Голландиялық Питер ван Мушенбрук. Ол конденсаторды ойлап табу арқылы танымал болды.
- Георг Ричман мен Михаил Ломоносов бұл құбылысты белсенді түрде зерттеді.
- Бенджамин Франклин. Бұл адам найзағайдың ойлап табушысы ретінде тарихқа енді.
- Луиджи Галвани.
- Василий Петров.
- Чарльз кулоны.
- Ганс Эрстед.
- Алессандро Вольта.
- Андре Ампер.
- Майкл Фарадей және басқалар.
Энергия
Электротехника – төрт құрамдас бөлікті қамтитын ғылым, оның біріншісі және негізі – электр энергетикасы. Бұл энергияны өндіру, тасымалдау және тұтыну туралы ғылым. Адамзат бұл технологияны өз қажеттіліктері үшін тек 19 ғасырда сәтті пайдалана алды.
Примитивтік батареялар құрылғыларға біраз уақыт жұмыс істеуге мүмкіндік берді, бұл ғалымдардың амбициясын қанағаттандырмады. Генератордың алғашқы прототипінің өнертапқышы 1827 жылы венгр Анош Джедлик болды. Өкінішке орай, ғалым өз өнерін патенттей алмай, есімі тек тарих оқулықтарында ғана қалды.
Кейіннен динамоны Hippolyte Pixie өзгертті. Құрылғы қарапайым: тұрақты магнит өрісін жасайтын статор және орамдар жинағы.
Электротехника мен энергетиканың даму тарихын Майкл Фарадейдің атын атамай-ақ қою мүмкін емес. Ол бірінші генераторды ойлап тапты, ол ток пен тұрақты кернеуді генерациялауға мүмкіндік берді. Кейіннен механизмдерді Эмиль Стерер, Генри Уайлд, Зеноб Грамм жетілдірді.
DC
1873 жылы Венадағы көрмеде бір шақырымнан астам қашықтықтағы машинадан насостың іске қосылуы анық көрсетілді.
Электр энергиясы әлемді сенімді түрде жаулап алды. Адамзат телеграф, автомобильдер мен кемелердегі электр қозғалтқышы, қалаларды жарықтандыру сияқты бұрын белгісіз жаңалықтарға қол жеткізді. Өнеркәсіптік ауқымда электр энергиясын өндіру үшін үлкен динамолар көбірек қолданыла бастады. Қалаларда алғашқы трамвайлар мен троллейбустар пайда бола бастады. Тұрақты ток идеясын әйгілі ғалым Томас Эдисон жаппай енгізді. Дегенмен, бұл технологияның кемшіліктері де болды.
Теориялық электротехника ғалымдардың еңбектерінде мүмкіндігінше көп елді мекендер мен аумақтарды электр энергиясымен қамтуды білдіреді. Бірақ тұрақты ток өте шектеулі диапазонға ие болды - шамамен екі-үш шақырым, содан кейін үлкен шығындар басталды. Айнымалы токқа көшудің маңызды факторы болат және генерациялайтын машиналардың өлшемдері, лайықты зауыт өлшемі болды.
Никола Тесла
Серб ғалымы Никола Тесла жаңа технологияның негізін салушы болып саналады. Ол бүкіл өмірін айнымалы токтың мүмкіндіктерін зерттеуге, оны қашықтыққа жіберуге арнады. Электротехника (жаңадан бастағандар үшін бұл қызықты факт болады) оның негізгі принциптеріне негізделген. Бүгінде әрбір үйде ұлы ғалымның туындыларының бірі бар.
Өнертапқыш әлемге көпфазалы генераторлар, асинхронды электр қозғалтқышы, есептегіш және басқа да көптеген өнертабыстар берді. Көптеген жылдар бойы телеграфта, телефон компанияларында, Эдисон зертханасында және кейінірек оның кәсіпорындарында Тесла көптеген тәжірибелердің арқасында көп тәжірибе жинады.
Адамзат, өкінішке орай, ғалым ашқан жаңалықтардың оннан бір бөлігін де алған жоқ. Мұнай кен орындарының қожайындары электр төңкерісіне жан-жақты қарсы болды және оның дамуын қолдарында бар кез келген әдіспен тоқтатуға тырысты.
Сыбыс бойынша, Никола мүмкіндауылдарды жасау және тоқтату, электр энергиясын әлемнің кез келген жеріне сымсыз жіберу, әскери кемені телепорттау, тіпті Сібірде метеориттің құлауын тудыруы. Бұл адам өте ерекше болды.
Кейінірек белгілі болғандай, Никола айнымалы токқа бәс тіккені дұрыс болған. Электротехника (әсіресе жаңадан бастағандар үшін) ең алдымен оның принциптерін атап өтеді. Ол электр қуатын тек сымдар арқылы мыңдаған миль қашықтықта жеткізуге болатынын дұрыс айтты. Тұрақты «аға» жағдайында электр станциялары әрбір екі-үш километрде орналасуы керек. Оған қоса, оларға үнемі қызмет көрсету қажет.
Бүгінгі таңда тұрақты токтың әлі де электр көліктері – трамвайлар, троллейбустар, электровоздар, өнеркәсіптік кәсіпорындардағы қозғалтқыштар, аккумуляторлар, зарядтағыштар үшін орны бар. Дегенмен, технологияның дамуын ескерсек, «тұрақты» көп ұзамай тарих беттерінде ғана қалуы әбден мүмкін.
Электромеханика
Энергияны механикалықтан электрге және керісінше түрлендіру принципін түсіндіретін электротехниканың екінші бөлімі электромеханика деп аталады.
Электромеханика бойынша еңбегін әлемге алғаш ашқан ғалым 1891 жылы машиналарға арналған орамалардың теориясы мен конструкциясы туралы еңбегін жариялаған швейцариялық ғалым Энгельберт Арнольд болды. Кейіннен әлемдік ғылым Блондел, Видмар, Костенко, Дрейфус, Толвинский, Круг, Парк зерттеулерінің нәтижелерімен толықты.
1942 жылы венгр-американдықАқырында Габриэль Крон барлық электр машиналары үшін жалпыланған теорияны тұжырымдап, осылайша өткен ғасырдағы көптеген зерттеушілердің күш-жігерін біріктіре алды.
Электромеханика бүкіл әлем ғалымдарының тұрақты қызығушылығына ие болды, содан кейін электродинамика (электрлік және магниттік құбылыстардың байланысын зерттейді), механика (денелердің қозғалысын және олардың арасындағы өзара әрекеттесулерді зерттейді), сонымен қатар жылулық сияқты ғылымдар болды. физика (энергия, термодинамика, жылу және масса алмасудың теориялық негіздері) және т.б.
Зерттеудің негізгі мәселелері түрлендіргіштерді, айналмалы магнит өрісін, сызықтық ток жүктемесін, Арнольд тұрақтысын зерттеу және дамыту болды. Негізгі тақырыптар - электрлік және асинхронды машиналар, әртүрлі түрдегі трансформаторлар.
Электромеханика постулаттары
Электромеханиканың негізгі үш постулаты мынандай заңдар:
- Фарадей электромагниттік индукциясы;
- магниттік тізбек үшін толық ток;
- электромагниттік күш (Ампер заңы деп аталады).
Электромеханик ғалымдарының зерттеулерінің нәтижесінде энергияның шығынсыз қозғалысы мүмкін еместігі, барлық машиналар қозғалтқыш ретінде де, генератор ретінде де жұмыс істей алатыны және ротор мен статордың өрістері әрқашан бір-біріне қатысты тұрақты дос.
Негізгі формулалар – теңдеулер:
- электр машина;
- электрлік машина орамдарының кернеу балансы;
- электромагниттік момент.
Автоматты басқару жүйелері
Машиналар адам еңбегін сәтті алмастыра алатыны белгілі болғаннан кейін бұл бағыт сөзсіз танымал болды.
Автоматты басқару - басқа құрылғылардың немесе тіпті бүкіл жүйелердің жұмысын басқару мүмкіндігі. Басқаруды температура, жылдамдық, қозғалыс, бұрыштар және қозғалыс жылдамдығы арқылы жасауға болады. Манипуляцияны толық автоматты режимде де, адамның қатысуымен де жасауға болады.
Осындай үлгідегі алғашқы машинаны Чарльз Бабаж құрастырған қондырғы деп санауға болады. Перфокарталардағы ақпараттың көмегімен сорғыларды бу қозғалтқышы арқылы басқаруға болады.
Алғашқы компьютер 1909 жылы көпшілікке ұсынылған ирланд ғалымы Перси Лудгейттің жазбаларында сипатталған.
Аналогтық есептеуіш құрылғылар Екінші дүниежүзілік соғыстың басталуына дейін ғана пайда болды. Соғыс қимылдары осы келешегі зор саланың дамуын біршама бәсеңдетті.
Қазіргі компьютердің алғашқы прототипін 1938 жылы неміс Конрад Зузе жасаған.
Бүгінгі таңда автоматты басқару жүйелері, олардың өнертапқыштары ойлағандай, өндірістегі адамдарды сәтті ауыстырып, ең монотонды және қауіпті жұмыстарды орындайды.
Электроника
Электротехника дамуының келесі кезеңі аналогтық аналогтарынан миллиардтаған есе дәлірек болатын электронды құрылғылар болды.
Ең танымал бірінші өнертабыс – немістің Enigma шифрлау машинасы. Сосын британдықтарэлектрондық декодерлер, олардың көмегімен олар шатасқан кодтарды шешуге тырысты.
Одан кейін калькуляторлар мен компьютерлер болды.
Өмірдің қазіргі кезеңінде телефондар мен планшеттер электроникамен байланысты. Ал ертең біздің құрылғылардың дамуы қандай болады, біз тек болжауға болады. Бірақ ғалымдар бәрімізді таң қалдыру және өмірді біршама қызықты әрі жеңілдету үшін күні-түні жұмыс істейді.
