Էլեկտրատեխնիկան չափազանց լայն գիտելիքների ոլորտ է, որը ներառում է այն ամենը, ինչ կապված է էլեկտրական էներգիայի օգտագործման հետ: Սա ներառում է սխեմաների, սարքերի, սարքավորումների և բաղադրիչների մշակումը և էլեկտրամագնիսական երևույթների ուսումնասիրությունը, դրանց գործնական օգտագործումը: Էլեկտրատեխնիկայի շրջանակը մեր կյանքի բոլոր ոլորտներն են։
Ինչպես սկսվեց ամեն ինչ
Էլեկտրատեխնիկայի զարգացման պատմությունը սերտորեն կապված է մարդկության հետ նրա զարգացման ողջ պատմության ընթացքում: Մարդկանց հետաքրքրում էին բնական երեւույթները, որոնք նրանք չէին կարողանում բացատրել։ Էլեկտրատեխնիկայի զարգացման պատմությունը. անընդհատ փորձեր կրկնել այն, ինչ տեղի է ունեցել շուրջը:
Ուսումնասիրությունը շարունակվել է երկար ու երկար դարեր: Բայց միայն տասնյոթերորդ դարում էլեկտրատեխնիկայի զարգացման պատմությունը սկսեց իր հետհաշվարկը մարդու կողմից ձեռք բերված գիտելիքների և հմտությունների իրական օգտագործումից:
Տեսություն
Գիտնականները, ովքեր նպաստել են էլեկտրատեխնիկայի զարգացմանը, հազարավոր անուններ են, այս հոդվածի շրջանակներում անհնար է բոլորին թվարկել։ Բայցկան անհատներ, որոնց հետազոտությունն օգնեց մեր աշխարհը դարձնել այնպիսին, ինչպիսին կա այսօր։
Պատմական տվյալներն ասում են. առաջիններից մեկը, ով իր ուշադրությունը դարձրեց այն փաստին, որ սաթը բուրդին քսելուց հետո այն կարող է գրավել առարկաներ, եղել է հույն փիլիսոփա Թալես Միլետացին: Նա իր փորձերն անցկացրել է մ.թ.ա յոթերորդ դարում։ Ցավոք, նա չկարողացավ հիմնարար եզրակացություններ անել։ Բայց նա ուշադիր արձանագրեց իր բոլոր դիտարկումները և փոխանցեց դրանք սերունդներին:
Պայմանական ցուցակի հաջորդ անունը՝ «էլեկտրագետները և նրանց գյուտերը» հայտնվել է միայն 1663 թվականին, երբ Օտտո ֆոն Գերիկեն Մագդեբուրգ քաղաքում նախագծեց մի մեքենա, որը գնդակ էր, որը կարող էր ոչ միայն գրավել, այլև վանել։ օբյեկտներ.
Հայտնի գիտնականներ
Հետագայում էլեկտրատեխնիկայի սկիզբը դրվեց այնպիսի հայտնի գիտնականների կողմից, ինչպիսիք են՝
- Սթիվեն Գրեյը, ով փորձեր է անցկացրել հեռավորության վրա էլեկտրաէներգիայի փոխանցման վերաբերյալ։ Նրա հետազոտության արդյունքը եղավ այն եզրակացության, որ առարկաները տարբեր կերպ են փոխանցում լիցքը։
- Չարլզ Դյուֆեյը, ով առաջ քաշեց էլեկտրաէներգիայի տարբեր տեսակների տեսությունը։
- Հոլանդացի Պիտեր վան Մուշենբրուկ. Նա հայտնի դարձավ կոնդենսատորի հայտնագործմամբ։
- Գեորգ Ռիչմանը և Միխայիլ Լոմոնոսովը ակտիվորեն ուսումնասիրել են այդ երևույթը։
- Բենջամին Ֆրանկլին. Այս մարդը պատմության մեջ մտավ որպես կայծակաձողի գյուտարար։
- Լուիջի Գալվանի.
- Վասիլի Պետրով.
- Չարլզ Կախազարդ.
- Hans Oersted.
- Ալեսանդրո Վոլտա.
- Անդրե Ամպեր.
- Մայքլ Ֆարադեյը և շատ ուրիշներ:
Էներգիա
Էլեկտրատեխնիկան գիտություն է, որը պարունակում է չորս բաղադրիչ, որոնցից առաջինը և հիմնականը էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերությունն է: Դա էներգիայի արտադրության, փոխանցման և սպառման գիտություն է: Մարդկությունը կարողացավ հաջողությամբ օգտագործել այս տեխնոլոգիան իրենց կարիքների համար միայն 19-րդ դարում։
Պրիմիտիվ մարտկոցները թույլ էին տալիս սարքերին աշխատել միայն որոշ ժամանակով, ինչը չէր բավարարում գիտնականների հավակնությունները։ Գեներատորի առաջին նախատիպի գյուտարարը հունգարացի Անոշ Ջեդլիկն էր 1827 թվականին։ Ցավոք, գիտնականը չի արտոնագրել իր մտահղացումը, և նրա անունը մնացել է միայն պատմության դասագրքերում։
Հետագայում դինամոն փոփոխվեց Hippolyte Pixie-ի կողմից: Սարքը պարզ է՝ կայուն մագնիսական դաշտ ստեղծող ստատոր և ոլորունների մի շարք։
Էլեկտրատեխնիկայի և էներգետիկայի զարգացման պատմությունը չի կարող առանց նշելու Մայքլ Ֆարադեյի անունը: Հենց նա է հորինել առաջին գեներատորը, որը հնարավորություն է տվել արտադրել ընթացիկ և հաստատուն լարում։ Հետագայում մեխանիզմները կատարելագործվեցին Էմիլ Ստերերի, Հենրի Ուայլդի, Զենոբ Գրեմի կողմից։
DC
1873թ.-ին Վիեննայում կայացած ցուցահանդեսում հստակ ցուցադրվեց մեկ կիլոմետրից ավելի հեռավորության վրա գտնվող մեքենայից պոմպի սկիզբը:
Էլեկտրականությունը վստահորեն նվաճեց աշխարհը. Մարդկությանը հասանելի են նախկինում անհայտ նորույթները, ինչպիսիք են հեռագիրը, մեքենաների և նավերի էլեկտրական շարժիչը և քաղաքների լուսավորությունը։ Արդյունաբերական մասշտաբով էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար ավելի ու ավելի էին օգտագործվում հսկայական դինամոները:Քաղաքներում սկսեցին հայտնվել առաջին տրամվայներն ու տրոլեյբուսները։ Ուղղակի հոսանքի գաղափարը զանգվածաբար ներկայացվել է հայտնի գիտնական Թոմաս Էդիսոնի կողմից: Այնուամենայնիվ, այս տեխնոլոգիան ուներ նաև իր թերությունները։
Տեսական էլեկտրատեխնիկան գիտնականների աշխատանքներում նշանակում էր հնարավորինս շատ բնակավայրեր և տարածքներ ծածկել էլեկտրաէներգիայով։ Բայց ուղղակի հոսանքն ուներ չափազանց սահմանափակ հեռահարություն՝ մոտ երկու-երեք կիլոմետր, որից հետո սկսվեցին հսկայական կորուստներ։ Փոփոխական հոսանքի անցնելու կարևոր գործոնը պողպատն էր և արտադրող մեքենաների չափսերը, պատշաճ գործարանի չափը։
Նիկոլա Տեսլա
Սերբ գիտնական Նիկոլա Տեսլան համարվում է նոր տեխնոլոգիայի հիմնադիրը։ Նա իր ողջ կյանքը նվիրել է փոփոխական հոսանքի հնարավորությունների ուսումնասիրությանը, այն փոխանցելով հեռավորության վրա։ Էլեկտրատեխնիկան (սկսնակների համար սա հետաքրքիր փաստ կլինի) կառուցված է իր հիմնական սկզբունքների վրա: Այսօր յուրաքանչյուր տուն ունի մեծ գիտնականի ստեղծագործություններից մեկը։
Գյուտարարը աշխարհին տվել է բազմաֆազ գեներատորներ, ասինխրոն էլեկտրական շարժիչ, հաշվիչ և շատ այլ գյուտեր։ Տարիների ընթացքում հեռագրային, հեռախոսային ընկերություններում, Էդիսոնի լաբորատորիայում և ավելի ուշ իր ձեռնարկություններում Տեսլան մեծ փորձ ձեռք բերեց հսկայական թվով փորձերի շնորհիվ:
Մարդկությունը, ցավոք, չի ստացել գիտնականի հայտնագործությունների նույնիսկ տասներորդ մասը։ Նավթի հանքերի տերերն ամեն կերպ դեմ էին էլեկտրական հեղափոխությանը և փորձում էին կասեցնել դրա առաջընթացը իրենց հասանելի ցանկացած միջոցներով։
Ըստ խոսակցությունների՝ Նիկոլան կարող էրստեղծել և դադարեցնել փոթորիկները, առանց լարերի էլեկտրաէներգիա փոխանցել աշխարհի ցանկացած կետում, հեռարձակել ռազմանավ և նույնիսկ սադրել երկնաքարի անկումը Սիբիրում: Այս մարդը շատ արտասովոր էր։
Ինչպես հետո պարզվեց, Նիկոլան ճիշտ էր խաղադրույք կատարել փոփոխական հոսանքի վրա: Էլեկտրատեխնիկան (հատկապես սկսնակների համար) առաջին հերթին նշում է իր սկզբունքները. Պարզվեց, որ նա ճիշտ էր, որ էլեկտրաէներգիան կարելի է մատակարարել հազարավոր մղոն հեռավորության վրա՝ օգտագործելով միայն լարերը: Մշտական «եղբոր» դեպքում էլեկտրակայանները պետք է տեղակայվեն երկու-երեք կիլոմետրը մեկ։ Բացի այդ, դրանք պետք է մշտապես սպասարկվեն։
Այսօր ուղիղ հոսանքը դեռևս տեղ ունի էլեկտրական մեքենաների համար՝ տրամվայներ, տրոլեյբուսներ, էլեկտրական լոկոմոտիվներ, շարժիչներ արդյունաբերական ձեռնարկություններում, մարտկոցներում, լիցքավորիչներում։ Այնուամենայնիվ, հաշվի առնելով տեխնոլոգիաների զարգացումը, հավանական է, որ «մշտականը» շուտով կմնա միայն պատմության էջերում։
Էլեկտրամեխանիկա
Էլեկտրատեխնիկայի երկրորդ բաժինը, որը բացատրում է էներգիան մեխանիկականից էլեկտրականի և հակառակը փոխարկելու սկզբունքը, կոչվում է էլեկտրամեխանիկա:
Առաջին գիտնականը, ով աշխարհին բացահայտեց իր աշխատանքը էլեկտրամեխանիկայի վերաբերյալ, շվեյցարացի գիտնական Էնգելբերտ Առնոլդն էր, ով 1891 թվականին հրատարակեց աշխատություն մեքենաների ոլորունների տեսության և նախագծման վերաբերյալ: Հետագայում համաշխարհային գիտությունը համալրվեց Բլոնդելի, Վիդմարի, Կոստենկոյի, Դրեյֆուսի, Տոլվինսկու, Կրուգի, Պարկի հետազոտությունների արդյունքներով։
1942 թվականին հունգարա-ամերիկյանԳաբրիել Կրոնին վերջապես հաջողվեց ձևակերպել ընդհանրացված տեսություն բոլոր էլեկտրական մեքենաների համար և այդպիսով միավորել անցյալ դարի բազմաթիվ հետազոտողների ջանքերը:
Էլեկտրամեխանիկան վայելում էր ողջ աշխարհի գիտնականների կայուն հետաքրքրությունը, և հետագայում այնպիսի գիտություններ, ինչպիսիք են էլեկտրադինամիկան (ուսումնասիրում է էլեկտրական և մագնիսական երևույթների փոխհարաբերությունները), մեխանիկա (ուսումնասիրում է մարմինների շարժումը և նրանց միջև փոխազդեցությունները), ինչպես նաև ջերմային: ֆիզիկա (տեսական հիմքերի էներգիա, թերմոդինամիկա, ջերմության և զանգվածի փոխանցում) և այլն։
Հետազոտության ընթացքում ուսումնասիրված հիմնական խնդիրներն էին փոխակերպիչների, պտտվող մագնիսական դաշտի, գծային հոսանքի բեռի, Առնոլդի հաստատունի ուսումնասիրությունն ու զարգացումը։ Հիմնական թեմաներն են էլեկտրական և ասինխրոն մեքենաները, տրանսֆորմատորների տարբեր տեսակներ։
Էլեկտրամեխանիկայի պոստուլատներ
Էլեկտրամեխանիկայի հիմնական երեք պոստուլատները օրենքներն են.
- Ֆարադայի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա;
- լրիվ հոսանք մագնիսական շղթայի համար;
- էլեկտրամագնիսական ուժ (նաև Ամպերի օրենք):
Էլեկտրամեխանիկագետների հետազոտությունների արդյունքում ապացուցվել է, որ էներգիայի շարժումն անհնար է առանց կորուստների, բոլոր մեքենաները կարող են աշխատել և՛ որպես շարժիչ, և՛ որպես գեներատոր, և որ ռոտորի և ստատորի դաշտերը միշտ անշարժ են միմյանց ընկերոջ նկատմամբ:
Հիմնական բանաձևերը հավասարումներ են.
- էլեկտրական մեքենա;
- էլեկտրական մեքենայի ոլորունների լարման հավասարակշռություն;
- էլեկտրամագնիսական ոլորող մոմենտ։
Ավտոմատ կառավարման համակարգեր
Ուղղությունը անխուսափելիորեն հայտնի դարձավ այն բանից հետո, երբ պարզ դարձավ, որ մեքենաները կարող են հաջողությամբ փոխարինել մարդկային աշխատանքին:
Ավտոմատ կառավարում - այլ սարքերի կամ նույնիսկ ամբողջ համակարգերի աշխատանքը կառավարելու ունակություն: Վերահսկումը կարող է իրականացվել ջերմաստիճանի, արագության, շարժման, անկյունների և շարժման արագության միջոցով: Մանիպուլյացիան կարող է իրականացվել ինչպես լրիվ ավտոմատ ռեժիմով, այնպես էլ անձի մասնակցությամբ։
Այս տեսակի առաջին մեքենան կարելի է համարել Չարլզ Բաբեյջի նախագծած միավորը: Ծակված քարտերում պարունակվող տեղեկատվության օգնությամբ պոմպերը կարող էին կառավարվել գոլորշու շարժիչի միջոցով:
Առաջին համակարգիչը նկարագրվել է իռլանդացի գիտնական Պերսի Լյուդգեյթի աշխատություններում, որոնք ներկայացվել են հանրությանը 1909 թվականին:
Անալոգային հաշվողական սարքերը հայտնվել են Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի սկսվելուց անմիջապես առաջ: Ռազմական գործողությունները որոշակիորեն դանդաղեցրել են այս հեռանկարային արդյունաբերության զարգացումը։
Ժամանակակից համակարգչի առաջին նախատիպը ստեղծվել է գերմանացի Կոնրադ Զուզեի կողմից 1938 թվականին:
Այսօր ավտոմատ կառավարման համակարգերը, ինչպես նախատեսված է իրենց գյուտարարների կողմից, հաջողությամբ փոխարինում են մարդկանց արտադրության մեջ՝ կատարելով ամենամիօրինակ և վտանգավոր աշխատանքը։
Էլեկտրոնիկա
Էլեկտրատեխնիկայի զարգացման հաջորդ փուլը էլեկտրոնային սարքերն էին, որոնք միլիարդավոր անգամ ավելի ճշգրիտ են, քան իրենց անալոգային գործընկերները:
Առաջին ամենահայտնի գյուտը գերմանական Enigma գաղտնագրման մեքենան է: Եվ հետո բրիտանացիներըէլեկտրոնային ապակոդավորիչներ, որոնցով փորձել են վերծանել խճճված ծածկագրերը։
Հաջորդը հաշվիչներն ու համակարգիչներն էին։
Կյանքի ներկա փուլում հեռախոսներն ու պլանշետները կապված են էլեկտրոնիկայի հետ։ Իսկ թե ինչպիսին կլինի մեր սարքերի զարգացումը վաղը, մնում է միայն ենթադրել։ Սակայն գիտնականներն աշխատում են օր ու գիշեր, որպեսզի զարմացնեն մեզ և կյանքը մի փոքր ավելի հետաքրքիր ու հեշտ դարձնեն:
