Elektroteknikk er et ekstremt bredt kunnskapsfelt, som inkluderer alt knyttet til bruk av elektrisk energi. Dette inkluderer utvikling av kretser, enheter, utstyr og komponenter, og studiet av elektromagnetiske fenomener, deres praktiske bruk. Omfanget av elektroteknikk er alle sfærer av livet vårt.
Hvordan det hele begynte
Historien om utviklingen av elektroteknikk er nært knyttet til menneskeheten gjennom hele utviklingshistorien. Folk var interessert i naturfenomener som de ikke kunne forklare. Historien om utviklingen av elektroteknikk - stadige forsøk på å gjenta det som skjedde rundt omkring.
Undersøkelsen pågikk i lange og lange århundrer. Men først på det syttende århundre begynte historien om utviklingen av elektroteknikk sin nedtelling fra en persons faktiske bruk av den ervervede kunnskapen og ferdighetene.
Theory
Forskere som har bidratt til utviklingen av elektroteknikk er tusenvis og tusenvis av navn, det er umulig å liste opp alle innenfor rammen av denne artikkelen. Mendet er enkeltpersoner hvis forskning bidro til å gjøre verden vår til den den er i dag.
Historiske data sier: en av de første som vendte oppmerksomheten mot det faktum at etter at rav er gnidd mot ull, kan det tiltrekke seg gjenstander, var den greske filosofen Thales fra Milet. Han utførte sine eksperimenter i det syvende århundre f. Kr. Dessverre kunne han ikke trekke noen grunnleggende konklusjoner. Men han registrerte nøye alle sine observasjoner og ga dem videre til ettertiden.
Neste navn i den betingede listen "elektriske forskere og deres oppfinnelser" dukket opp først i 1663, da Otto von Guericke designet en maskin i byen Magdeburg, som var en ball som ikke bare kunne tiltrekke, men også avvise objekter.
berømte forskere
Deretter ble begynnelsen av elektroteknikk lagt av slike kjente forskere som:
- Stephen Gray, som utførte eksperimenter på overføring av elektrisitet på avstand. Resultatet av undersøkelsen hans var konklusjonen at gjenstandsoverføring koster forskjellig.
- Charles Dufay, som fremmet teorien om forskjellige typer elektrisitet.
- nederlandske Peter van Muschenbroek. Han ble kjent for å ha oppfunnet kondensatoren.
- Georg Richmann og Mikhail Lomonosov studerte fenomenet aktivt.
- Benjamin Franklin. Denne mannen gikk ned i historien som oppfinneren av lynavlederen.
- Luigi Galvani.
- Vasily Petrov.
- Charles Pendant.
- Hans Oersted.
- Alessandro Volta.
- Andre Ampère.
- Michael Faraday og mange andre.
Energy
Elektroteknikk er en vitenskap som inneholder fire komponenter, hvor den første og grunnleggende er elkraftindustrien. Det er vitenskapen om generering, overføring og forbruk av energi. Menneskeheten var i stand til å bruke denne teknologien til sine behov først på 1800-tallet.
Primitive batterier tillot enheter å fungere bare en stund, noe som ikke tilfredsstilte forskernes ambisjoner. Oppfinneren av den første prototypen av generatoren var ungareren Anosh Jedlik i 1827. Dessverre tok ikke forskeren patent på hjernebarnet hans, og navnet hans forble bare i historiebøkene.
Senere ble dynamoen modifisert av Hippolyte Pixie. Enheten er enkel: en stator som skaper et konstant magnetfelt, og et sett med viklinger.
Historien om utviklingen av elektroteknikk og energi kan ikke gjøre uten å nevne navnet til Michael Faraday. Det var han som oppfant den første generatoren, som gjorde det mulig å generere strøm og konstant spenning. Deretter ble mekanismene forbedret av Emil Sterer, Henry Wilde, Zenob Gramm.
DC
I 1873, på en utstilling i Wien, ble starten på en pumpe fra en maskin mer enn en kilometer unna tydelig demonstrert.
Elektrisitet erobret verden med selvtillit. Menneskeheten har tilgang til slike tidligere ukjente nyheter som telegrafen, den elektriske motoren på biler og skip og belysning av byer. Enorme dynamoer ble i økende grad brukt til å produsere elektrisitet i industriell skala. De første trikkene og trolleybussene begynte å dukke opp i byene. Ideen om likestrøm ble massivt introdusert av den berømte forskeren Thomas Edison. Denne teknologien hadde imidlertid også sine ulemper.
Teoretisk elektroteknikk i vitenskapsmenns verk innebar å dekke så mange bosetninger og territorier som mulig med elektrisitet. Men likestrøm hadde en ekstremt begrenset rekkevidde - omtrent to eller tre kilometer, hvoretter store tap begynte. En viktig faktor i overgangen til vekselstrøm var stål og dimensjonene til generasjonsmaskiner, på størrelse med en anstendig fabrikk.
Nikola Tesla
Den serbiske forskeren Nikola Tesla regnes som grunnleggeren av den nye teknologien. Han viet hele livet sitt til å studere mulighetene for vekselstrøm, og overføre den over en avstand. Elektroteknikk (for nybegynnere vil dette være et interessant faktum) er bygget på de grunnleggende prinsippene. I dag har hvert hjem en av kreasjonene til den store vitenskapsmannen.
Oppfinneren ga verden flerfasegeneratorer, en asynkron elektrisk motor, en teller og mange andre oppfinnelser. Gjennom årene i telegrafen, telefonselskapene, Edison-laboratoriet og senere i hans virksomheter, fikk Tesla mye erfaring på grunn av det enorme antallet eksperimenter.
Menneskeheten har dessverre ikke mottatt en gang en tiendedel av forskerens oppdagelser. Eierne av oljefeltene var imot den elektriske revolusjonen på alle mulige måter og prøvde å stoppe dens fremgang på alle mulige midler for dem.
I følge ryktene kunne Nikolaskape og stoppe orkaner, overføre elektrisitet uten ledninger hvor som helst i verden, teleportere et krigsskip, og til og med provosere et meteorittfall i Sibir. Denne mannen var veldig ekstraordinær.
Som det viste seg senere, hadde Nikola rett i å satse på vekselstrøm. Elektroteknikk (spesielt for nybegynnere) nevner først og fremst prinsippene. Han viste seg å ha rett i at elektrisitet kunne leveres tusenvis av mil unna kun ved hjelp av ledninger. Når det gjelder en permanent "bror", må kraftverk plasseres annenhver til tredje kilometer. I tillegg må de ha kontinuerlig service.
I dag har likestrøm fortsatt plass for elektriske kjøretøy - trikker, trolleybusser, elektriske lokomotiver, motorer i industribedrifter, i batterier, ladere. Men gitt teknologiutviklingen er det sannsynlig at det "permanente" snart bare vil forbli på historiens sider.
Elektromekanikk
Den andre delen av elektroteknikk, som forklarer prinsippet om å konvertere energi fra mekanisk til elektrisk og omvendt, kalles elektromekanikk.
Den første vitenskapsmannen som avslørte sitt arbeid med elektromekanikk for verden, var den sveitsiske vitenskapsmannen Engelbert Arnold, som i 1891 publiserte et arbeid om teori og design av viklinger for maskiner. Deretter ble verdensvitenskapen fylt opp med resultater fra forskning av Blondel, Vidmar, Kostenko, Dreyfus, Tolvinsky, Krug, Park.
I 1942, en ungarsk-amerikanerGabriel Kron klarte til slutt å formulere en generalisert teori for alle elektriske maskiner og dermed forene innsatsen til mange forskere det siste århundret.
Elektromekanikk nøt en stabil interesse blant forskere over hele verden, og senere vitenskaper som elektrodynamikk (studerer forholdet mellom elektriske og magnetiske fenomener), mekanikk (studier bevegelsen til kropper og interaksjoner mellom dem), og også termisk fysikk (teoretisk grunnlag energi, termodynamikk, varme- og masseoverføring) og andre.
Hovedproblemene som ble studert i forskningen var studiet og utviklingen av transdusere, roterende magnetfelt, lineær strømbelastning, Arnolds konstant. Hovedtemaene er elektriske og asynkrone maskiner, ulike typer transformatorer.
Postulater av elektromekanikk
De tre viktigste postulatene til elektromekanikk er lovene:
- Faradays elektromagnetiske induksjon;
- fullstrøm for magnetisk krets;
- elektromagnetisk kraft (aka Ampères lov).
Som et resultat av forskning fra elektromekaniske forskere, ble det bevist at bevegelse av energi er umulig uten tap, alle maskiner kan fungere både som en motor og som en generator, og at feltene til rotoren og statoren er alltid stasjonære i forhold til hverandre venn.
Grunnformler er ligninger:
- elektrisk maskin;
- spenningsbalanse for viklingene til en elektrisk maskin;
- elektromagnetisk dreiemoment.
Automatiske kontrollsystemer
Retningen ble uunngåelig populær etter at det ble klart at maskiner kunne erstatte menneskelig arbeidskraft.
Automatisk kontroll – muligheten til å manipulere driften av andre enheter eller til og med hele systemer. Kontrollen kan gjøres etter temperatur, hastighet, bevegelse, vinkler og reisehastighet. Manipulering kan utføres både i helautomatisk modus og med deltakelse av en person.
Den første maskinen av denne typen kan betraktes som en enhet designet av Charles Babage. Ved hjelp av informasjonen på hullkortene kunne pumper styres ved hjelp av en dampmaskin.
Den første datamaskinen ble beskrevet i skriftene til den irske forskeren Percy Ludgate, som ble presentert for publikum i 1909.
Analoge dataenheter dukket opp rett før utbruddet av andre verdenskrig. Fiendtlighetene bremset noe utviklingen av denne lovende industrien.
Den første prototypen av den moderne datamaskinen ble laget av tyskeren Konrad Zuse i 1938.
I dag erstatter automatiske kontrollsystemer, slik oppfinnerne deres har tenkt, med suksess folk i produksjon, og utfører det mest monotone og farlige arbeidet.
Elektronikk
Neste trinn i utviklingen av elektroteknikk var elektroniske enheter som er milliarder av ganger mer nøyaktige enn sine analoge motparter.
Den mest kjente første oppfinnelsen er den tyske Enigma-chiffermaskinen. Og så briteneelektroniske dekodere, som de forsøkte å tyde de sammenfiltrede kodene med.
Deretter var kalkulatorer og datamaskiner.
På det nåværende stadiet av livet er telefoner og nettbrett forbundet med elektronikk. Og hva som blir utviklingen av enhetene våre i morgen, kan vi bare gjette. Men forskere jobber dag og natt bare for å overraske oss alle og gjøre livet litt mer interessant og enklere.
