Elektroteknik er et ekstremt bredt vidensområde, som omfatter alt relateret til brugen af elektrisk energi. Dette omfatter udvikling af kredsløb, enheder, udstyr og komponenter, og studiet af elektromagnetiske fænomener, deres praktiske anvendelse. Omfanget af elektroteknik er alle områder af vores liv.
Hvordan det hele begyndte
Historien om udviklingen af elektroteknik er tæt forbundet med menneskeheden gennem hele dens udviklingshistorie. Folk var interesserede i naturfænomener, som de ikke kunne forklare. Historien om udviklingen af elektroteknik - konstante forsøg på at gentage, hvad der skete rundt omkring.
Undersøgelsen fortsatte i lange og lange århundreder. Men først i det syttende århundrede begyndte historien om udviklingen af elektroteknik sin nedtælling fra en persons faktiske brug af den erhvervede viden og færdigheder.
Teori
Forskere, der har bidraget til udviklingen af elektroteknik, er tusinder og atter tusinder af navne, det er umuligt at liste dem alle inden for rammerne af denne artikel. Mender er personer, hvis forskning hjalp med at gøre vores verden til, hvad den er i dag.
Historiske data siger: en af de første, der rettede sin opmærksomhed mod det faktum, at efter at rav er gnedet mod uld, kan det tiltrække genstande, var den græske filosof Thales fra Milet. Han udførte sine eksperimenter i det syvende århundrede f. Kr. Desværre kunne han ikke drage nogen grundlæggende konklusioner. Men han noterede omhyggeligt alle sine observationer og gav dem videre til eftertiden.
Det næste navn på den betingede liste "elektriske videnskabsmænd og deres opfindelser" dukkede først op i 1663, da Otto von Guericke designede en maskine i byen Magdeburg, som var en bold, der ikke kun kunne tiltrække, men også afvise objekter.
Berømte videnskabsmænd
Efterfølgende blev begyndelsen til elektroteknik lagt af så berømte videnskabsmænd som:
- Stephen Gray, der udførte eksperimenter med transmission af elektricitet på afstand. Resultatet af hans forskning var den konklusion, at objektoverførsel koster forskelligt.
- Charles Dufay, der fremsatte teorien om forskellige typer elektricitet.
- hollandske Peter van Muschenbroek. Han blev berømt for at opfinde kondensatoren.
- Georg Richmann og Mikhail Lomonosov studerede aktivt fænomenet.
- Benjamin Franklin. Denne mand gik over i historien som opfinderen af lynaflederen.
- Luigi Galvani.
- Vasily Petrov.
- Charles Pendant.
- Hans Ørsted.
- Alessandro Volta.
- Andre Ampère.
- Michael Faraday og mange andre.
Energy
Elektroteknik er en videnskab, der indeholder fire komponenter, hvoraf den første og grundlæggende er elindustrien. Det er videnskaben om produktion, transmission og forbrug af energi. Menneskeheden var først i det 19. århundrede i stand til at bruge denne teknologi til deres behov.
Primitive batterier tillod enheder kun at virke i et stykke tid, hvilket ikke opfyldte videnskabsmænds ambitioner. Opfinderen af den første prototype af generatoren var den ungarske Anosh Jedlik i 1827. Desværre tog videnskabsmanden ikke patent på sit udtænkte barn, og hans navn forblev kun i historiebøgerne.
Senere blev dynamoen modificeret af Hippolyte Pixie. Enheden er enkel: en stator, der skaber et konstant magnetfelt, og et sæt viklinger.
Historien om udviklingen af elektroteknik og energi kan ikke undvære at nævne navnet på Michael Faraday. Det var ham, der opfandt den første generator, som gjorde det muligt at generere strøm og konstant spænding. Efterfølgende blev mekanismerne forbedret af Emil Sterer, Henry Wilde, Zenob Gramm.
DC
I 1873, på en udstilling i Wien, blev starten på en pumpe fra en maskine mere end en kilometer væk tydeligt demonstreret.
Elektricitet erobrede verden med selvtillid. Menneskeheden har adgang til sådanne hidtil ukendte nyheder som telegrafen, elmotoren på biler og skibe og belysning af byer. Kæmpe dynamoer blev i stigende grad brugt til at producere elektricitet i industriel skala. De første sporvogne og trolleybusser begyndte at dukke op i byerne. Ideen om jævnstrøm blev massivt introduceret af den berømte videnskabsmand Thomas Edison. Denne teknologi havde dog også sine ulemper.
Teoretisk elektroteknik i videnskabsmænds værker betød at dække så mange bosættelser og territorier som muligt med elektricitet. Men jævnstrøm havde en yderst begrænset rækkevidde - omkring to eller tre kilometer, hvorefter store tab begyndte. En vigtig faktor i overgangen til vekselstrøm var stål og dimensionerne af generatormaskiner, på størrelse med en anstændig fabrik.
Nikola Tesla
Den serbiske videnskabsmand Nikola Tesla betragtes som grundlæggeren af den nye teknologi. Han viede hele sit liv til at studere mulighederne for vekselstrøm og transmittere den over en afstand. Elektroteknik (for begyndere vil dette være et interessant faktum) er bygget på dets grundlæggende principper. I dag har hvert hjem en af den store videnskabsmands kreationer.
Opfinderen gav verden polyfasegeneratorer, en asynkron elektrisk motor, en tæller og mange andre opfindelser. I årenes løb i telegrafen, telefonselskaberne, Edison laboratoriet og senere i hans virksomheder, fik Tesla en masse erfaring på grund af det enorme antal eksperimenter.
Menneskeheden har desværre ikke modtaget engang en tiendedel af videnskabsmandens opdagelser. Ejerne af oliefelterne var imod den elektriske revolution på alle mulige måder og forsøgte at standse dens fremskridt med alle midler til rådighed for dem.
Ifølge rygterne kunne Nikolaskabe og stoppe orkaner, transmittere elektricitet uden ledninger over alt i verden, teleportere et krigsskib og endda fremprovokere et meteoritfald i Sibirien. Denne mand var meget ekstraordinær.
Som det viste sig senere, havde Nikola ret i at satse på vekselstrøm. Elektroteknik (især for begyndere) nævner først og fremmest dets principper. Han viste sig at have ret i, at elektricitet kunne leveres tusindvis af kilometer væk kun ved hjælp af ledninger. I tilfælde af en permanent "bror" skal kraftværker placeres hver anden til tredje kilometer. Derudover skal de løbende serviceres.
I dag har jævnstrøm stadig plads til elektriske køretøjer - sporvogne, trolleybusser, elektriske lokomotiver, motorer i industrivirksomheder, i batterier, opladere. Men i betragtning af teknologiens udvikling er det sandsynligt, at det "permanente" snart kun vil forblive på historiens sider.
Elektromekanik
Den anden del af elektroteknik, som forklarer princippet om at konvertere energi fra mekanisk til elektrisk og omvendt, kaldes elektromekanik.
Den første videnskabsmand, der afslørede sit arbejde med elektromekanik for verden, var den schweiziske videnskabsmand Engelbert Arnold, som i 1891 udgav et værk om teori og design af viklinger til maskiner. Efterfølgende blev verdensvidenskaben genopfyldt med resultaterne af forskning fra Blondel, Vidmar, Kostenko, Dreyfus, Tolvinsky, Krug, Park.
I 1942, en ungarsk-amerikanerGabriel Kron formåede endelig at formulere en generaliseret teori for alle elektriske maskiner og dermed forene mange forskeres indsats gennem det seneste århundrede.
Elektromekanik nød en stabil interesse blandt videnskabsmænd over hele verden, og efterfølgende videnskaber som elektrodynamik (studier af forholdet mellem elektriske og magnetiske fænomener), mekanik (studerer bevægelser af legemer og interaktioner mellem dem) og også termisk fysik (teoretisk grundlag energi, termodynamik, varme- og masseoverførsel) og andre.
De vigtigste problemer, der blev undersøgt i forskningen, var undersøgelsen og udviklingen af transducere, roterende magnetfelt, lineær strømbelastning, Arnolds konstant. Hovedemnerne er elektriske og asynkrone maskiner, forskellige typer transformere.
Postulater af elektromekanik
De tre vigtigste postulater for elektromekanik er lovene:
- Faradays elektromagnetiske induktion;
- fuld strøm til magnetisk kredsløb;
- elektromagnetisk kraft (alias Ampères lov).
Som et resultat af forskning udført af elektromekaniske videnskabsmænd, blev det bevist, at bevægelse af energi er umulig uden tab, alle maskiner kan fungere både som en motor og som en generator, og at rotorens og statorens felter er altid stationære i forhold til hinanden ven.
Grundlæggende formler er ligninger:
- elektrisk maskine;
- spændingsbalance for viklingerne på en elektrisk maskine;
- elektromagnetisk drejningsmoment.
Automatiske kontrolsystemer
Retningen blev uundgåeligt populær, efter at det blev klart, at maskiner med succes kunne erstatte menneskelig arbejdskraft.
Automatisk kontrol - evnen til at manipulere driften af andre enheder eller endda hele systemer. Styringen kan udføres efter temperatur, hastighed, bevægelse, vinkler og kørehastighed. Manipulation kan udføres både i fuldautomatisk tilstand og med deltagelse af en person.
Den første maskine af denne art kan betragtes som en enhed designet af Charles Babage. Ved hjælp af informationen på hulkortene kunne pumper styres ved hjælp af en dampmaskine.
Den første computer blev beskrevet i den irske videnskabsmand Percy Ludgates skrifter, som blev præsenteret for offentligheden i 1909.
Analoge computerenheder dukkede op lige før udbruddet af Anden Verdenskrig. Fjendtlighederne bremsede noget udviklingen af denne lovende industri.
Den første prototype af den moderne computer blev skabt af tyskeren Konrad Zuse i 1938.
I dag erstatter automatiske kontrolsystemer, som tiltænkt af deres opfindere, med succes folk i produktionen og udfører det mest monotone og farlige arbejde.
Elektronik
Det næste trin i udviklingen af elektroteknik var elektroniske enheder, der er milliarder af gange mere nøjagtige end deres analoge modstykker.
Den mest berømte første opfindelse er den tyske Enigma-chiffermaskine. Og så briterneelektroniske dekodere, som de forsøgte at tyde de sammenfiltrede koder med.
Derefter var lommeregnere og computere.
På det nuværende stadium af livet er telefoner og tablets forbundet med elektronik. Og hvad der bliver udviklingen af vores enheder i morgen, kan vi kun gætte på. Men videnskabsmænd arbejder dag og nat bare for at overraske os alle og gøre livet lidt mere interessant og lettere.
