Elektrotehnika je izjemno široko področje znanja, ki vključuje vse, kar je povezano z uporabo električne energije. To vključuje razvoj vezij, naprav, opreme in komponent ter preučevanje elektromagnetnih pojavov, njihovo praktično uporabo. Področje elektrotehnike so vse sfere našega življenja.
Kako se je vse začelo
Zgodovina razvoja elektrotehnike je skozi vso zgodovino razvoja tesno povezana s človeštvom. Ljudi so zanimali naravni pojavi, ki jih niso znali razložiti. Zgodovina razvoja elektrotehnike - nenehni poskusi ponovitve dogajanja.
Študija je potekala dolga in dolga stoletja. Toda šele v sedemnajstem stoletju je zgodovina razvoja elektrotehnike začela odštevati od dejanske uporabe pridobljenega znanja in veščin s strani osebe.
Teorija
Znanstveniki, ki so prispevali k razvoju elektrotehnike, so na tisoče in tisoče imen, vseh je nemogoče našteti v okviru tega članka. Ampakobstajajo posamezniki, katerih raziskave so pomagale narediti naš svet takšen, kot je danes.
Zgodovinski podatki pravijo: eden prvih, ki je svojo pozornost usmeril na dejstvo, da lahko jantar po drgnjenju ob volno privlači predmete, je bil grški filozof Thales iz Mileta. Svoje poskuse je izvajal v sedmem stoletju pr. Na žalost ni mogel narediti nobenih temeljnih zaključkov. Toda vsa svoja opažanja je skrbno zabeležil in jih posredoval potomcem.
Naslednje ime na pogojnem seznamu "elektroznanstveniki in njihovi izumi" se je pojavilo šele leta 1663, ko je Otto von Guericke zasnoval stroj v mestu Magdeburg, ki je bila krogla, ki je lahko ne samo pritegnila, ampak tudi odbila. predmeti.
Slavni znanstveniki
Pozneje so začetek elektrotehnike postavili tako znani znanstveniki, kot so:
- Stephen Gray, ki je izvajal poskuse prenosa električne energije na daljavo. Rezultat njegove raziskave je bil sklep, da se predmeti prenašajo drugače.
- Charles Dufay, ki je predstavil teorijo različnih vrst elektrike.
- Nizozemec Peter van Muschenbroek. Postal je znan po izumu kondenzatorja.
- Georg Richmann in Mikhail Lomonosov sta aktivno preučevala pojav.
- Benjamin Franklin. Ta človek se je v zgodovino zapisal kot izumitelj strelovoda.
- Luigi Galvani.
- Vasily Petrov.
- Charles obesek.
- Hans Oersted.
- Alessandro Volta.
- Andre Ampère.
- Michael Faraday in mnogi drugi.
Energija
Elektrotehnika je znanost, ki vsebuje štiri komponente, od katerih je prva in osnovna elektroenergetika. To je znanost o proizvodnji, prenosu in porabi energije. Človeštvo je to tehnologijo lahko uspešno uporabilo za svoje potrebe šele v 19. stoletju.
Primitivne baterije so omogočale, da so naprave delovale le nekaj časa, kar pa ni zadovoljilo ambicij znanstvenikov. Izumitelj prvega prototipa generatorja je bil leta 1827 Madžar Anosh Jedlik. Žal znanstvenik ni patentiral svoje zamisli in njegovo ime je ostalo le v učbenikih zgodovine.
Pozneje je dinamo modificiral Hippolyte Pixie. Naprava je preprosta: stator, ki ustvarja konstantno magnetno polje, in niz navitij.
Zgodovina razvoja elektrotehnike in energetike ne more brez omembe imena Michaela Faradayja. Prav on je izumil prvi generator, ki je omogočil ustvarjanje toka in konstantne napetosti. Kasneje so mehanizme izboljšali Emil Sterer, Henry Wilde, Zenob Gramm.
DC
Leta 1873 je bil na razstavi na Dunaju jasno prikazan zagon črpalke iz več kot kilometer oddaljenega stroja.
Elektrika je samozavestno osvojila svet. Človeštvo ima dostop do prej neznanih novosti, kot so telegraf, električni motor na avtomobilih in ladjah ter razsvetljava mest. Ogromni dinamo so se vse pogosteje uporabljali za proizvodnjo električne energije v industrijskem obsegu. V mestih so se začeli pojavljati prvi tramvaji in trolejbusi. Idejo enosmernega toka je množično predstavil slavni znanstvenik Thomas Edison. Vendar je imela ta tehnologija tudi svoje pomanjkljivosti.
Teoretična elektrotehnika v delih znanstvenikov je pomenila pokritje čim več naselij in ozemelj z električno energijo. Toda enosmerni tok je imel izjemno omejen doseg - približno dva ali tri kilometre, po katerem so se začele ogromne izgube. Pomemben dejavnik pri prehodu na izmenični tok je bilo jeklo in dimenzije generatorskih strojev, velikost dostojne tovarne.
Nikola Tesla
Srbski znanstvenik Nikola Tesla velja za ustanovitelja nove tehnologije. Vse svoje življenje je posvetil preučevanju možnosti izmeničnega toka, ki ga je prenašal na daljavo. Elektrotehnika (za začetnike bo to zanimivo dejstvo) je zgrajena na svojih osnovnih načelih. Danes ima vsak dom eno od stvaritev velikega znanstvenika.
Izumitelj je svetu dal polifazne generatorje, asinhroni elektromotor, števec in številne druge izume. Tesla je z leti v telegrafu, telefonskih podjetjih, Edisonovem laboratoriju in kasneje v svojih podjetjih pridobil veliko izkušenj zaradi ogromnega števila eksperimentov.
Človeštvo na žalost ni prejelo niti desetine znanstvenikovih odkritij. Lastniki naftnih polj so bili na vse možne načine proti električni revoluciji in so skušali na kakršen koli način ustaviti njen napredek.
Po govoricah bi Nikola lahkoustvarjajo in ustavljajo orkane, prenašajo elektriko brez žic kamor koli na svetu, teleportirajo vojno ladjo in celo izzovejo padec meteorita v Sibiriji. Ta človek je bil zelo izjemen.
Kot se je kasneje izkazalo, je imel Nikola prav pri stavah na izmenični tok. Elektrotehnika (zlasti za začetnike) najprej omenja svoja načela. Izkazalo se je, da je imel prav, da je mogoče elektriko oskrbovati na tisoče kilometrov stran samo z žicami. V primeru stalnega "brata" morajo biti elektrarne nameščene vsaka dva do tri kilometre. Poleg tega jih je treba nenehno servisirati.
Danes ima enosmerni tok še vedno prostor za električna vozila - tramvaje, trolejbuse, električne lokomotive, motorje v industrijskih podjetjih, v baterijah, polnilnikih. Vendar pa je glede na razvoj tehnologije verjetno, da bo "trajna" kmalu ostala le na straneh zgodovine.
Elektromehanika
Drugi del elektrotehnike, ki pojasnjuje princip pretvorbe energije iz mehanske v električno in obratno, se imenuje elektromehanika.
Prvi znanstvenik, ki je svetu razkril svoje delo o elektromehaniki, je bil švicarski znanstvenik Engelbert Arnold, ki je leta 1891 objavil delo o teoriji in oblikovanju navitij za stroje. Pozneje je bila svetovna znanost dopolnjena z rezultati raziskav Blondela, Vidmarja, Kostenka, Dreyfusa, Tolvinskega, Kruga, Parka.
Leta 1942 madžarski AmeričanGabriel Kron je končno uspel oblikovati posplošeno teorijo za vse električne stroje in tako združiti prizadevanja številnih raziskovalcev v preteklem stoletju.
Elektromehanika je uživala stabilno zanimanje znanstvenikov po vsem svetu, nato pa tudi vede, kot so elektrodinamika (proučuje razmerje med električnimi in magnetnimi pojavi), mehanika (proučuje gibanje teles in interakcije med njimi) in tudi toplotna fizika (teoretične osnove energija, termodinamika, prenos toplote in mase) in drugo.
Glavni problemi, ki smo jih preučevali v raziskavi, so bili študij in razvoj pretvornikov, vrteče se magnetno polje, linearna tokovna obremenitev, Arnoldova konstanta. Glavne teme so električni in asinhroni stroji, različne vrste transformatorjev.
Postulati elektromehanike
Glavni trije postulati elektromehanike so zakoni:
- Faradayeva elektromagnetna indukcija;
- polni tok za magnetno vezje;
- elektromagnetna sila (aka Amperov zakon).
Kot rezultat raziskav elektromehanskih znanstvenikov je bilo dokazano, da je gibanje energije nemogoče brez izgub, vsi stroji lahko delujejo tako kot motor kot kot generator ter da sta polji rotorja in statorja vedno stacionarni drug do drugega prijatelja.
Osnovne formule so enačbe:
- električni stroj;
- napetostno ravnovesje navitij električnega stroja;
- elektromagnetni navor.
Automatski krmilni sistemi
Smer je neizogibno postala priljubljena, potem ko je postalo jasno, da lahko stroji uspešno nadomestijo človeško delo.
Samodejni nadzor - zmožnost manipuliranja z delovanjem drugih naprav ali celo celotnih sistemov. Nadzor se lahko izvaja s temperaturo, hitrostjo, gibanjem, koti in hitrostjo vožnje. Manipulacija se lahko izvaja tako v popolnoma avtomatskem načinu kot s sodelovanjem osebe.
Prvi tovrstni stroj lahko štejemo za enoto, ki jo je zasnoval Charles Babage. S pomočjo informacij, ki jih vsebujejo luknjene kartice, je bilo mogoče črpalke krmiliti s parnim strojem.
Prvi računalnik je bil opisan v spisih irskega znanstvenika Percyja Ludgatea, ki so bili javnosti predstavljeni leta 1909.
Analogne računalniške naprave so se pojavile tik pred izbruhom druge svetovne vojne. Sovražnosti so nekoliko upočasnile razvoj te obetavne industrije.
Prvi prototip sodobnega računalnika je ustvaril Nemec Konrad Zuse leta 1938.
Danes avtomatski krmilni sistemi, kot so jih zamislili njihovi izumitelji, uspešno nadomeščajo ljudi v proizvodnji, opravljajo najbolj monotono in nevarno delo.
Elektronika
Naslednja stopnja v razvoju elektrotehnike so bile elektronske naprave, ki so milijarde krat natančnejše od analognih.
Najbolj znan prvi izum je nemški šifrirni stroj Enigma. In potem Britancielektronski dekoderji, s katerimi so poskušali razvozlati zapletene kode.
Naslednji so bili kalkulatorji in računalniki.
Na trenutni življenjski dobi so telefoni in tablice povezani z elektroniko. In kakšen bo razvoj naših naprav jutri, lahko le ugibamo. Toda znanstveniki delajo dan in noč samo zato, da bi nas vse presenetili in naredili življenje malo bolj zanimivo in lažje.
