Электротехника: ученые и их открытия

Решающая роль в современном научно-техническом прогрессе принадлежит электрификации. Как известно, под электрификацией понимается широкое внедрение электрической энергии в родное хозяйство и быт, и сегодня нет такой области техники, в том или ином виде не использовалась бы электрическая энергия в будущемее применение будет еще более расширяться. Под электротехникой в широком смысле слова подразумевается область науки и техники, использующая электрические и магнитные явления для практических целей. Это общее определение электротехники можно раскрыть более подробно, выделив те основные области, в которых используют электрические и магнитные явления: преобразование энергии природы (энергетическая); превращение вещества природы (технологическая); получение и передача сигналов или информации (информационная). Поэтому более полно электротехнику моя определить, как область науки и техники, использующую электрические и магнитные явления для осуществления процессов преобразования энергии и превращения вещества, а также для передачи сигналов и информации. В последние десятилетия из электротехники выделилась промышленная электроника с тремя ее направлениями: информационное, энергетическое и технологическое, которые с каждым годом приобретают все большее значение в ускорении научно-технического прогресса. Цель работы – описать развитие электротехники с зарождения науки до начала ХХ века. Задачи: Охарактеризовать важнейших ученых в электротехнике; Описать основные этапы развития электротехники; Проанализировать влияние электротехники на научно-технический прогресс.

---

Реферат по рыночной экономике на заказ не будет содержать "воды". Рефераты, которые пишут наши авторы, получают высокие оценки! Обращайтесь в Work5!

---

. Ученые и их изобретения в электротехнике Электричество является объектом научных исследований, по крайней мере, с начала 17 века. Первым инженером-электротехником считается Уильям Гилберт, который изобрел версориум– прибор, фиксировавший наличие статического электричества на предметах. Кроме того, он был первым, кто смог провести четкую грань между магнетизмом и статическим электричеством и дать определение электричеству. Однако лишь в 19 веке ученые стали интенсивно исследовать электричество и явления, связанные с ним. Ведущими учеными в этом направлении были Георг Ом, который в 1827 году рассчитал зависимость между электрическим током и напряжением в проводнике, Майкл Фарадей, открывший явление электромагнитной индукции в 1831 году, и Джеймс Клерк Максвелл, опубликовавший в 1873 году «Трактат об электричестве и магнетизме», где изложил свою электромагнитную теорию света.1 Первые шаги в электротехнику. Просто о сложном: М. Ванюшин — Санкт-Петербург, Наука и техника, 2011 г.- 532 с. В то время, науку об электричестве и электрических явлениях рассматривали как подраздел физики. Лишь в конце 19 века университеты стали выдавать дипломы по специальности – электротехника. Первая кафедра и факультет электротехники были открыты в Дармштадском Университете Технологии в 1882 году. В 1883 году этот Университет совместно с Корнельским Университетом впервые в мире ввел курс по электротехнике. А в 1885 колледж при Лондонском Университете открыл первую кафедру электротехники в Великобритании. Потом в 1886 году в Университете Миссури также был основан первый в США факультет электротехники. В это время исследованиями в области электротехники занимались многие ученые. В 1882 году Томас Эдисон запустил в эксплуатацию первую в мире крупномасштабную электросеть, которая снабжала электричеством (а именно постоянным током с напряжением 110 В) 59 клиентов в Нижнем Манхэттене, одном из районов Нью-Йорка. В 1887 году Никола Тесла оформил ряд патентов, имевших отношение к новому виду распределения электроэнергии, известному как переменный ток. После этого между Теслойи Эдисоном начался период ожесточенной конкурентной борьбы, известной в Америке под названием «Война токов». Тесла победил. Переменный ток постепенно вытеснил прямой ток из сферы производства и распределения электроэнергии, значительно повысив безопасность и эффективность распределения электроэнергии и расширив область ее применения. Тесла также сделал возможной передачу электрического тока на дальние расстояния. Оба изобретателя, и Эдисон, и Тесла, дали мощный толчок развитию электротехники. Работа Теслынад двухфазным асинхронным двигателем и электродвигателем многофазного тока оставила значительный след в области электротехники. А Эдисон, благодаря своей работе над телеграфией и разработке биржевого телеграфного аппарата, основал собственную процветающую компанию – Дженерал Электрик. Как бы там ни было, к концу 19 века в электротехнике стали появляться и другие значительные фигуры. Появлению радио и электроники способствовали многие выдающиеся ученые и изобретатели. Занимаясь углубленным изучением сверхвысоких частот, Генрих Герц в 1888 году экспериментально открыл с помощью электрооборудования существование электромагнитных радиоволн. В 1895 году Никола Тесла смог зафиксировать радиосигнал, переданный из его нью-йоркской лаборатории в военном училище Уэст-Пойнт (расстояние примерно 80,5 км). Карл Фердинанд Браун в 1897 году предложил использовать электронно-лучевую трубку в осциллоскопах, что положило начало развитию телевизионных технологий. Джон Флеминг изобрел первую радиолампу, или вакуумный диод, в 1904 году. Два года спустя Роберт фон Либен(Германия) иЛи де Форест(США) независимо друг от друга изобрели усилительную лампу, или электровакуумный триод. В 1920 году АльбертХуллоткрыл магнетрон, что в свою очередь повлекло изобретение Перси Спенсером в 1946 году микроволновой печи. В 1934 году британские военные ученые под руководством д-раУимперисаначали успешную разработку первого радара (который тоже задействует магнетроны). Работа была завершена в августе 1936 года строительством вБоудсипервой радиолокационной станции.2

Бурное развитие науки, начиная с конца XIX века, привело к значительному числу открытий принципиального характера, положивших начало новым направлениям научно-технического прогресса. В 1867 г. в Германии В. Сименс изобрел электромагнитный генератор с самовозбуждением, которым при помощи вращения проводника в магнитном поле можно получать и вырабатывать электрический ток. В 70-е гг. была изобретена динамо-машина, которую можно было использовать не только как генератор электроэнергии, но и как двигатель, превращающий электрическую энергию вмеханическую. В 1883 г. Т. Эдисон (США) создал первый современный генератор. В 1891 г. Эдисоном создан трансформатор. Изобретение лампы накаливания принадлежит русским ученым: А.Н. Лодыгину (лампа накаливания с угольным стерженьком в стеклянной колбе). В началеXX в. родилась еще одна отрасль электротехники- электроника, которая сейчас очень быстро развивается.

Первые шаги в электротехнику. Просто о сложном: М. Ванюшин — Санкт-Петербург, Наука и техника, 2011 г.- 532 с. Поляков, В.А. Электротехника; М.: Просвещение, 1982. - 239 c. Попов, В.С. Теоретическая электротехника; Энергия, 1990. - 608 c ред. Блажкин, А.Т. Общая электротехника; Л.: Энергия, 1989. - 544 c. Электротехника: И. И. Иванов, Г. И. Соловьев, В. С. Равдоник— Москва, Лань, 2009 г.-96 с. Электротехника: Ю. М. Мурзин, Ю. И. Волков — Москва, Питер, 2007 г.- 448 с. Приложение 1 История электротехники в датах. 1600 - 1850 гг.   Даты   События в истории электротехники 1600 г. Первое сочинение о магнитных и электрических явлениях, написанное  английским ученым У. Гильбертом, в котором он ввел в науку термин "электричество", назвав «электрическими» тела, способные электризоваться. 1650 г. Создана первая электростатическая машина 1745 г. Создана лейденская банка (конденсатор), электроизмерительный прибор Ломоносова, электрический указатель Г. В. Рихмана— первый прибор непосредственной оценки 1785 г. Кулонвпервые использовал крутильные весы для электрических и магнитных измерений - один из наиболее точных приборов своего времени. конец XVIII в Установлен закон взаимодействия электрических зарядов и магнитных полюсов (закон Кулона), открыто явление электростатической индукции, доказан электрический характер грозовых явлений в атмосфере, разработан ряд теорий электричества, обнаружено действие электричества на живые организмы, сделаны попытки установления связи между электрическими и магнитными явлениями. конец XVIII —начало XIX вв В многочисленных научных трудах описывались разнообразные электростатические машины и приборы, предназначенные для электролечения. 1799 г. Итальянским ученым А. Вольтасоздан первый источник постоянного электрического тока —вольтов столб. 1800 г. Англичанами А. КарлейлемиУ. Никольсономвпервые осуществлен электролиз воды, а затем и других жидкостей. 1803 г. В труде В. В. Петрова«Известие огальвани-вольтовскихопытах», изданном в 1803 г., впервые указывается на возможность применения электрической дуги для целей освещения, плавки металлов и восстановления металлов из их окислов. 1807 г. Открытие X. Дэвиэлектролитического способа получения щелочных металлов — калия и натрия, ранее неизвестных в чистом виде; в 1808 г. Дэви таким же путем получил магний, барий, стронций, кальций. 1820 г. X. Эрстедустановил связь магнитного поля с порождающим его током. Были обнаружены (Д. Ф. Араго) явление намагничивания проводника протекающим по нему током, а также усиление эффекта намагничивания при замене прямолинейного проводника проволочной спиралью — соленоидом. Французскими учеными Ж. Б. БиоиФ. Саваромустановлен закон действия тока на магнит. 1821 г. Открытие термоэлектричества (Т. Зеебек). Г. Дэви показал, что проводимость зависит от материала и температуры проводника; Он также отметил зависимость проводимости от площади сечения проводника. Фарадейустановил, что электрический ток, проходящий по проводнику, может заставить этот проводник совершать вращение вокруг магнита или вызывать вращение магнита вокруг проводника. Следовательно, опыт Фарадея являлся наглядной иллюстрацией принципиальной возможности построения электродвигателя. 1824 г. В книге П. Барлоу«Исследование магнитных притяжений» описывалось устройство, известное под названием «колесаБарлоу» и являющееся одним из исторических памятников предыстории развития электродвигателя. 1826 - 1827 г. Разработка основ электродинамики и установление электрической природы магнетизма А. Ампером. Электродинамическая теория Ампера изложена им в сочинении «Теория электродинамических явлений, выведенаяисключительно из опыта» изданном в Париже. 1827 г. Немецкий физик Георг Симон Омустанавливает известный закон электрической цепи, носящий его имя. Результаты исследований Ома были опубликованы в 1827 г. в работе «Гальваническая цепь, разработанная математически доктором Г. С. Омом». 1828 - 1832 г. П. Л. Шиллингомбыл разработан первый телеграф. Этот телеграф был основан на визуальном приеме кодовых знаков. 1831 г. М. Фарадейпоказал возможность «превращения магнетизма в электричество», открывявление электромагнитной индукции. Полгода спустя это же явление наблюдалось независимо от Фарадея американским физиком Д. Генри. 1832 г. Установление закона о направлении индуктированного тока, сформулированныйЭ. X. Ленцем. Этот закон позволил Ленцу сформулировать важный для электротехники принцип — обратимость генераторного и двигательного режимов электрической машины. Анонимным изобретателем создан первый однофазный синхронный многополюсный генератор. 1833—1834 гг. Открытие Фарадеемзаконов электролиза. Терминология, предложенная Фарадеем (электрод, анод, катод), сохранилось до настоящего времени. 1834 г. Американский физик Джозеф Генриопубликовал статью «Окачательномдвижении, производимом магнитным притяжением и отталкиванием», в которой он описал построенный им электродвигатель.В этом устройстве впервые сделана попытка использовать притяжение разноименных и отталкивание одноименных магнитных полюсов для получения непрерывного движения (в данном случаекачательного).