Elektriese ingenieurswese is 'n uiters breë veld van kennis, wat alles insluit wat verband hou met die gebruik van elektriese energie. Dit sluit die ontwikkeling van stroombane, toestelle, toerusting en komponente in, en die studie van elektromagnetiese verskynsels, hul praktiese gebruik. Die omvang van elektriese ingenieurswese is alle sfere van ons lewe.
Hoe dit alles begin het
Die geskiedenis van die ontwikkeling van elektriese ingenieurswese is nou verbind met die mensdom deur die geskiedenis van sy ontwikkeling. Mense was geïnteresseerd in natuurverskynsels wat hulle nie kon verklaar nie. Die geskiedenis van die ontwikkeling van elektriese ingenieurswese - voortdurende pogings om te herhaal wat rondom gebeur het.
Die studie het vir lang en lang eeue voortgeduur. Maar eers in die sewentiende eeu het die geskiedenis van die ontwikkeling van elektriese ingenieurswese sy aftelling begin vanaf die werklike gebruik van die verworwe kennis en vaardighede deur 'n persoon.
Teorie
Wetenskaplikes wat bygedra het tot die ontwikkeling van elektriese ingenieurswese is duisende en duisende name, dit is onmoontlik om almal van hulle binne die raamwerk van hierdie artikel te lys. Maardaar is individue wie se navorsing gehelp het om ons wêreld te maak wat dit vandag is.
Historiese data sê: een van die eerstes wat sy aandag daarop gevestig het dat nadat amber teen wol gevryf is, dit voorwerpe kan aantrek, was die Griekse filosoof Thales van Milete. Hy het sy eksperimente in die sewende eeu vC uitgevoer. Ongelukkig kon hy geen fundamentele gevolgtrekkings maak nie. Maar hy het al sy waarnemings noukeurig opgeteken en dit aan die nageslag oorgedra.
Die volgende naam in die voorwaardelike lys "elektriese wetenskaplikes en hul uitvindings" het eers in 1663 verskyn, toe Otto von Guericke 'n masjien in die stad Magdeburg ontwerp het, wat 'n bal was wat nie net kon lok nie, maar ook afstoot. voorwerpe.
Bekende wetenskaplikes
Daarna is die begin van elektriese ingenieurswese gelê deur sulke bekende wetenskaplikes soos:
- Stephen Gray, wat eksperimente gedoen het oor die oordrag van elektrisiteit op 'n afstand. Die resultaat van sy navorsing was die gevolgtrekking dat voorwerpe verskillend gehef word.
- Charles Dufay, wat die teorie van verskillende tipes elektrisiteit voorgehou het.
- Dutch Peter van Muschenbroek. Hy het bekend geword vir die uitvind van die kapasitor.
- Georg Richmann en Mikhail Lomonosov het die verskynsel aktief bestudeer.
- Benjamin Franklin. Hierdie man het in die geskiedenis opgeteken as die uitvinder van die weerligstok.
- Luigi Galvani.
- Vasily Petrov.
- Charles-hangertjie.
- Hans Oersted.
- Alessandro Volta.
- Andre Ampère.
- Michael Faraday en vele ander.
Energy
Elektriese ingenieurswese is 'n wetenskap wat vier komponente bevat, waarvan die eerste en basiese die elektriese kragbedryf is. Dit is die wetenskap van opwekking, oordrag en verbruik van energie. Die mensdom was eers in die 19de eeu in staat om hierdie tegnologie suksesvol vir hul behoeftes te gebruik.
Primitiewe batterye het toestelle net vir 'n rukkie laat werk, wat nie die ambisies van wetenskaplikes bevredig het nie. Die uitvinder van die eerste prototipe van die kragopwekker was die Hongaar Anosh Jedlik in 1827. Ongelukkig het die wetenskaplike nie sy breinkind patenteer nie, en sy naam het net in geskiedenishandboeke gebly.
Later is die dinamo deur Hippolyte Pixie gewysig. Die toestel is eenvoudig: 'n stator wat 'n konstante magneetveld skep, en 'n stel windings.
Die geskiedenis van die ontwikkeling van elektriese ingenieurswese en energie kan nie klaarkom sonder om die naam van Michael Faraday te noem nie. Dit was hy wat die eerste kragopwekker uitgevind het, wat dit moontlik gemaak het om stroom en konstante spanning op te wek. Vervolgens is die meganismes verbeter deur Emil Sterer, Henry Wilde, Zenob Gramm.
DC
In 1873, by 'n uitstalling in Wene, is die begin van 'n pomp vanaf 'n masjien meer as 'n kilometer verder duidelik gedemonstreer.
Elektrisiteit het die wêreld met selfvertroue verower. Die mensdom het toegang tot sulke voorheen onbekende nuwighede soos die telegraaf, die elektriese motor op motors en skepe, en die beligting van stede. Groot dinamo's is toenemend gebruik om elektrisiteit op 'n industriële skaal te produseer. Die eerste trems en trolliebusse het in die stede begin verskyn. Die idee van gelykstroom is massaal bekendgestel deur die beroemde wetenskaplike Thomas Edison. Hierdie tegnologie het egter ook sy nadele gehad.
Teoretiese elektriese ingenieurswese in die werke van wetenskaplikes het beteken om soveel nedersettings en gebiede as moontlik met elektrisiteit te bedek. Maar gelykstroom het 'n uiters beperkte reikwydte gehad - sowat twee of drie kilometer, waarna groot verliese begin het. 'n Belangrike faktor in die oorgang na wisselstroom was staal en die afmetings van opwekkingsmasjiene, die grootte van 'n ordentlike fabriek.
Nikola Tesla
Die Serwiese wetenskaplike Nikola Tesla word beskou as die stigter van die nuwe tegnologie. Hy het sy hele lewe daaraan gewy om die moontlikhede van wisselstroom te bestudeer, dit oor 'n afstand uit te stuur. Elektriese ingenieurswese (vir beginners sal dit 'n interessante feit wees) is gebou op sy basiese beginsels. Vandag het elke huis een van die skeppings van die groot wetenskaplike.
Die uitvinder het die wêreld polifase-opwekkers, 'n asinchroniese elektriese motor, 'n teller en baie ander uitvindings gegee. Tesla het oor die jare in die telegraaf, telefoonmaatskappye, Edison-laboratorium en later in sy ondernemings baie ondervinding opgedoen weens die groot aantal eksperimente.
Die mensdom het ongelukkig nie eers 'n tiende van die wetenskaplike se ontdekkings ontvang nie. Die eienaars van die olievelde was op elke moontlike manier teen die elektriese rewolusie en het probeer om die vordering daarvan te keer op enige manier wat tot hul beskikking was.
Volgens gerugte kon Nikolaorkane skep en stop, elektrisiteit sonder drade oral in die wêreld oordra, 'n oorlogskip teleporteer, en selfs 'n meteorietval in Siberië uitlok. Hierdie man was baie buitengewoon.
Soos dit later geblyk het, was Nikola reg om op wisselstroom te wedden. Elektriese ingenieurswese (veral vir beginners) noem eerstens die beginsels daarvan. Hy het geblyk reg te wees dat elektrisiteit duisende kilometers ver verskaf kan word deur slegs drade te gebruik. In die geval van 'n permanente "broer", moet kragsentrales elke twee tot drie kilometer geleë wees. Boonop moet hulle voortdurend gediens word.
Vandag het gelykstroom steeds 'n plek vir elektriese voertuie - trems, trolliebusse, elektriese lokomotiewe, enjins in industriële ondernemings, in batterye, laaiers. Gegewe die ontwikkeling van tegnologie, is dit egter waarskynlik dat die "permanente" binnekort net op die bladsye van die geskiedenis sal bly.
Elektromeganika
Die tweede afdeling van elektriese ingenieurswese, wat die beginsel van die omskakeling van energie van meganies na elektries en omgekeerd verduidelik, word elektromeganika genoem.
Die eerste wetenskaplike wat sy werk oor elektromeganika aan die wêreld bekend gemaak het, was die Switserse wetenskaplike Engelbert Arnold, wat in 1891 'n werk gepubliseer het oor die teorie en ontwerp van windings vir masjiene. Daarna is wêreldwetenskap aangevul met die resultate van navorsing deur Blondel, Vidmar, Kostenko, Dreyfus, Tolvinsky, Krug, Park.
In 1942, 'n Hongaars-AmerikanerGabriel Kron het uiteindelik daarin geslaag om 'n algemene teorie vir alle elektriese masjiene te formuleer en sodoende die pogings van baie navorsers oor die afgelope eeu te verenig.
Elektromeganika het 'n bestendige belangstelling van wetenskaplikes oor die hele wêreld geniet, en daarna wetenskap soos elektrodinamika (bestudeer die verband tussen elektriese en magnetiese verskynsels), meganika (bestudeer die beweging van liggame en interaksies tussen hulle), en ook termiese fisika (teoretiese grondslae energie, termodinamika, hitte en massa-oordrag) en ander.
Die hoofprobleme wat in die navorsing bestudeer is, was die studie en ontwikkeling van transduktors, roterende magnetiese veld, lineêre stroomlas, Arnold se konstante. Die hoofonderwerpe is elektriese en asinchrone masjiene, verskillende soorte transformators.
Postulate van elektromeganika
Die belangrikste drie postulate van elektromeganika is die wette:
- Faraday se elektromagnetiese induksie;
- volstroom vir magnetiese stroombaan;
- elektromagnetiese krag (ook bekend as Ampère se wet).
As gevolg van navorsing deur elektromeganiese wetenskaplikes, is dit bewys dat die beweging van energie onmoontlik is sonder verliese, alle masjiene kan beide as 'n enjin en as 'n generator werk, en dat die velde van die rotor en stator altyd stilstaande relatief tot mekaar vriend.
Basiese formules is vergelykings:
- elektriese masjien;
- spanningsbalans van die windings van 'n elektriese masjien;
- elektromagnetiese wringkrag.
Outomatiese beheerstelsels
Die rigting het onvermydelik gewild geword nadat dit duidelik geword het dat masjiene menslike arbeid suksesvol kan vervang.
Outomatiese beheer - die vermoë om die werking van ander toestelle of selfs hele stelsels te manipuleer. Die beheer kan gedoen word deur temperatuur, spoed, beweging, hoeke en reisspoed. Manipulasie kan beide in vol outomatiese modus en met die deelname van 'n persoon uitgevoer word.
Die eerste masjien van hierdie soort kan beskou word as 'n eenheid wat deur Charles Babage ontwerp is. Met behulp van die inligting wat in die ponskaarte vervat is, kon pompe met 'n stoomenjin beheer word.
Die eerste rekenaar is beskryf in die geskrifte van die Ierse wetenskaplike Percy Ludgate, wat in 1909 aan die publiek aangebied is.
Analoog rekenaartoestelle het net voor die uitbreek van die Tweede Wêreldoorlog verskyn. Die vyandelikhede het die ontwikkeling van hierdie belowende bedryf ietwat vertraag.
Die eerste prototipe van die moderne rekenaar is in 1938 deur die Duitser Konrad Zuse geskep.
Vandag vervang outomatiese beheerstelsels, soos bedoel deur hul uitvinders, mense in produksie suksesvol, wat die mees eentonige en gevaarlikste werk verrig.
Elektronika
Die volgende fase in die ontwikkeling van elektriese ingenieurswese was elektroniese toestelle wat miljarde kere meer akkuraat is as hul analoog-eweknieë.
Die bekendste eerste uitvinding is die Duitse Enigma-syfermasjien. En dan die Britteelektroniese dekodeerders, waarmee hulle die verstrengelde kodes probeer ontsyfer het.
Volgende was sakrekenaars en rekenaars.
In die huidige stadium van die lewe word fone en tablette met elektronika geassosieer. En wat die ontwikkeling van ons toestelle môre gaan wees, kan ons net raai. Maar wetenskaplikes werk dag en nag net om ons almal te verras en die lewe 'n bietjie interessanter en makliker te maak.
