Ingineria electrică este un domeniu de cunoaștere extrem de larg, care include tot ceea ce ține de utilizarea energiei electrice. Aceasta include dezvoltarea de circuite, dispozitive, echipamente și componente, precum și studiul fenomenelor electromagnetice, utilizarea lor practică. Domeniul de aplicare al ingineriei electrice este în toate sferele vieții noastre.
Cum a început totul
Istoria dezvoltării ingineriei electrice este strâns legată de omenire de-a lungul istoriei dezvoltării sale. Oamenii erau interesați de fenomenele naturale pe care nu le puteau explica. Istoria dezvoltării ingineriei electrice - încercări constante de a repeta ceea ce s-a întâmplat în jur.
Studiul a continuat secole lungi și lungi. Dar abia în secolul al XVII-lea istoria dezvoltării ingineriei electrice și-a început numărătoarea inversă de la utilizarea efectivă a cunoștințelor și abilităților dobândite de către o persoană.
Teorie
Oamenii de știință care au contribuit la dezvoltarea ingineriei electrice sunt mii și mii de nume, este imposibil să le enumerăm pe toate în cadrul acestui articol. Darexistă persoane ale căror cercetări au ajutat să facem lumea noastră ceea ce este astăzi.
Datele istorice spun: unul dintre primii care și-a îndreptat atenția asupra faptului că, după ce chihlimbarul este frecat de lână, poate atrage obiecte, a fost filozoful grec Thales din Milet. El și-a condus experimentele în secolul al VII-lea î. Hr. Din păcate, nu a putut trage nicio concluzie fundamentală. Dar și-a înregistrat cu atenție toate observațiile și le-a transmis posterității.
Următorul nume din lista condiționată „electricieni și invențiile lor” a apărut abia în 1663, când Otto von Guericke a proiectat o mașină în orașul Magdeburg, care era o minge care nu numai că putea atrage, ci și respinge. obiecte.
Oameni de știință renumiți
Ulterior, începutul ingineriei electrice a fost pus de oameni de știință celebri ca:
- Stephen Gray, care a efectuat experimente privind transmiterea energiei electrice la distanță. Rezultatul cercetării sale a fost concluzia că obiectele transferă taxa diferit.
- Charles Dufay, care a prezentat teoria diferitelor tipuri de electricitate.
- Olandezul Peter van Muschenbroek. A devenit faimos pentru că a inventat condensatorul.
- Georg Richmann și Mihail Lomonosov au studiat activ fenomenul.
- Benjamin Franklin. Acest om a intrat în istorie drept inventatorul paratrăsnetului.
- Luigi Galvani.
- Vasily Petrov.
- Pandantiv Charles.
- Hans Oersted.
- Alessandro Volta.
- Andre Ampère.
- Michael Faraday și mulți alții.
Energie
Ingineria electrică este o știință care conține patru componente, dintre care prima și de bază este industria energiei electrice. Este știința generării, transmiterii și consumului de energie. Omenirea a putut să folosească cu succes această tehnologie pentru nevoile lor abia în secolul al XIX-lea.
Bateriile primitive au permis dispozitivelor să funcționeze doar pentru o perioadă, ceea ce nu a satisfăcut ambițiile oamenilor de știință. Inventatorul primului prototip al generatorului a fost ungurul Anosh Jedlik în 1827. Din păcate, omul de știință nu și-a brevetat creația, iar numele său a rămas doar în manualele de istorie.
Mai târziu, dinamul a fost modificat de Hippolyte Pixie. Dispozitivul este simplu: un stator care creează un câmp magnetic constant și un set de înfășurări.
Istoria dezvoltării ingineriei electrice și a energiei nu se poate face fără a menționa numele lui Michael Faraday. El a inventat primul generator, care a făcut posibilă generarea de curent și tensiune constantă. Ulterior, mecanismele au fost îmbunătățite de Emil Sterer, Henry Wilde, Zenob Gramm.
DC
În 1873, la o expoziție din Viena, a fost demonstrată clar pornirea unei pompe de la o mașină la mai mult de un kilometru distanță.
Electricitatea a cucerit lumea cu încredere. Omenirea are acces la astfel de noutăți necunoscute anterior, cum ar fi telegraful, motorul electric al mașinilor și navelor și iluminatul orașelor. Dinamurile uriașe au fost folosite din ce în ce mai mult pentru a produce energie electrică la scară industrială. În orașe au început să apară primele tramvaie și troleibuze. Ideea de curent continuu a fost introdusă masiv de celebrul om de știință Thomas Edison. Cu toate acestea, această tehnologie a avut și dezavantajele ei.
Inginerie electrică teoretică în lucrările oamenilor de știință a însemnat acoperirea cu energie electrică a cât mai multor așezări și teritorii. Dar curentul continuu avea o rază de acțiune extrem de limitată - aproximativ doi sau trei kilometri, după care au început pierderi uriașe. Un factor important în trecerea la curentul alternativ a fost oțelul și dimensiunile mașinilor generatoare, dimensiunea unei fabrici decente.
Nikola Tesla
Omul de știință sârb Nikola Tesla este considerat fondatorul noii tehnologii. Și-a dedicat întreaga viață studierii posibilităților de curent alternativ, transmitendu-l la distanță. Inginerie electrică (pentru începători, acesta va fi un fapt interesant) este construită pe principiile sale de bază. Astăzi, fiecare casă are una dintre creațiile marelui om de știință.
Inventatorul a dat lumii generatoare polifazate, un motor electric asincron, un contor și multe alte invenții. De-a lungul anilor în telegraf, companii de telefonie, laboratorul Edison și mai târziu în întreprinderile sale, Tesla a câștigat multă experiență datorită numărului imens de experimente.
Omenirea, din păcate, nu a primit nici măcar o zecime din descoperirile omului de știință. Proprietarii câmpurilor petroliere au fost împotriva revoluției electrice în toate modurile posibile și au încercat să oprească progresul acesteia prin orice mijloace pe care le aveau la dispoziție.
Conform zvonurilor, Nikola ar puteacreați și opriți uraganele, transmiteți electricitate fără fire oriunde în lume, teleportați o navă de război și chiar provocați o cădere de meteorit în Siberia. Acest om a fost foarte extraordinar.
După cum s-a dovedit mai târziu, Nikola a avut dreptate când a pariat pe curentul alternativ. Inginerie electrică (mai ales pentru începători) menționează în primul rând principiile sale. S-a dovedit a avea dreptate că electricitatea poate fi furnizată la mii de mile depărtare folosind doar fire. În cazul unui „frate” permanent, centralele electrice trebuie amplasate la fiecare doi-trei kilometri. În plus, acestea trebuie întreținute în mod constant.
Astăzi, curentul continuu mai are loc pentru vehiculele electrice - tramvaie, troleibuze, locomotive electrice, motoare în întreprinderi industriale, în baterii, încărcătoare. Cu toate acestea, având în vedere dezvoltarea tehnologiei, este probabil ca „permanenții” să rămână în curând doar pe paginile istoriei.
Electromecanica
A doua secțiune a ingineriei electrice, care explică principiul conversiei energiei din mecanic în electric și invers, se numește electromecanică.
Primul om de știință care a dezvăluit lumii lucrările sale despre electromecanică a fost omul de știință elvețian Engelbert Arnold, care în 1891 a publicat o lucrare despre teoria și proiectarea înfășurărilor pentru mașini. Ulterior, știința mondială a fost completată cu rezultatele cercetărilor efectuate de Blondel, Vidmar, Kostenko, Dreyfus, Tolvinsky, Krug, Park.
În 1942, un maghiar-americanGabriel Kron a reușit în cele din urmă să formuleze o teorie generalizată pentru toate mașinile electrice și astfel să unească eforturile multor cercetători de-a lungul secolului trecut.
Electromecanica s-a bucurat de un interes stabil al oamenilor de știință din întreaga lume și, ulterior, științe precum electrodinamica (studiază relația dintre fenomenele electrice și magnetice), mecanica (studiază mișcarea corpurilor și interacțiunile dintre ele) și, de asemenea, termică. fizică (fundamente teoretice energie, termodinamică, transfer de căldură și masă) și altele.
Principalele probleme care au fost studiate în cercetare au fost studiul și dezvoltarea traductoarelor, câmpul magnetic rotativ, sarcina de curent liniar, constanta lui Arnold. Subiectele principale sunt mașini electrice și asincrone, diverse tipuri de transformatoare.
Postulate de electromecanica
Principalele trei postulate ale electromecanicii sunt legile:
- Inducția electromagnetică a lui Faraday;
- curent complet pentru circuitul magnetic;
- forță electromagnetică (alias Legea lui Ampère).
Ca urmare a cercetărilor efectuate de oamenii de știință electromecanici, s-a dovedit că mișcarea energiei este imposibilă fără pierderi, toate mașinile pot funcționa atât ca motor, cât și ca generator și că câmpurile rotorului și statorului sunt întotdeauna staționar unul față de celăl alt prieten.
Formulele de bază sunt ecuații:
- mașină electrică;
- echilibrul de tensiune al înfășurărilor unei mașini electrice;
- cuplu electromagnetic.
Sisteme de control automat
Direcția a devenit inevitabil populară după ce a devenit clar că mașinile ar putea înlocui cu succes munca umană.
Control automat - capacitatea de a manipula funcționarea altor dispozitive sau chiar sisteme întregi. Controlul se poate face prin temperatura, viteza, miscarea, unghiurile si viteza de deplasare. Manipularea poate fi efectuată atât în modul complet automat, cât și cu participarea unei persoane.
Prima mașină de acest fel poate fi considerată o unitate proiectată de Charles Babage. Cu ajutorul informațiilor conținute în cardurile perforate, pompele puteau fi controlate folosind un motor cu abur.
Primul computer a fost descris în scrierile omului de știință irlandez Percy Ludgate, care au fost prezentate publicului în 1909.
Dispozitivele de calcul analogice au apărut chiar înainte de izbucnirea celui de-al Doilea Război Mondial. Ostilitățile au încetinit oarecum dezvoltarea acestei industrii promițătoare.
Primul prototip al computerului modern a fost creat de germanul Konrad Zuse în 1938.
Astăzi, sistemele automate de control, așa cum au intenționat inventatorii lor, înlocuiesc cu succes oamenii din producție, efectuând cele mai monotone și periculoase lucrări.
Electronics
Următoarea etapă în dezvoltarea ingineriei electrice au fost dispozitivele electronice care sunt de miliarde de ori mai precise decât omologii lor analogici.
Cea mai faimoasă primă invenție este mașina germană de cifrare Enigma. Și apoi britaniciidecodoare electronice, cu care au încercat să descifreze codurile încurcate.
Au urmat calculatoarele și calculatoarele.
În stadiul actual al vieții, telefoanele și tabletele sunt asociate cu electronicele. Și care va fi dezvoltarea dispozitivelor noastre mâine, putem doar ghici. Dar oamenii de știință lucrează zi și noapte doar pentru a ne surprinde pe toți și pentru a face viața puțin mai interesantă și mai ușoară.
