+7 (351) 215-23-09


История формирования ТОЭ



Развитие электротехники потребовало больших работ в области изучения и разработки электромагнитных явлений и их практического приложения.

Много открытий и изобретений приходится на долю русских ученых и инженеров, которые совместно с выдающимися иностранными учеными положили начало важнейшим отраслям электротехники.

М. В. Ломоносов создал оригинальную теорию атмосферного электричества, открыл закон сохранения массы и движения.

После изобретения А. Вольта гальванического столба появилась возможность получать электрический ток. Исследуя процессы в электрической цепи, В. В. Петров открыл (1802 г.) электрическую дугу и указал на возможность практического применения ее для освещения, плавки и сварки металлов.

Весьма важную роль в развитии учения об электромагнитных явлениях сыграл английский ученый М. Фарадей, который в 1831 г. открыл явление и закон электромагнитной индукции.

В 1833 г. русский академик Э. X. Ленц открыл закон, устанавливающий связь между направлениями индукционных токов и их электромагнитными и электродинамическими взаимодействиями. В частности, им был установлен принцип электромагнитной инерции. В 1844 г. Э. X. Ленц независимо от английского исследователя Джоуля установил, что количество тепла, выделяющегося в проводнике при прохождении тока, прямо пропорционально сопротивлению проводника и квадрату тока.

Первый в мире электромагнитный телеграф был построен в 1832 г. в России П. Л. Шиллингом.

В 1845 г. немецким физиком Г. Кирхгофом были сформулированы основные законы разветвленных электрических цепей, которые названы его именем и имеют огромное значение для развития теоретической и практической электротехники.

Изобретенная русским ученым П. Н. Яблочковым электрическая свеча (1876 г.) положила начало электрическому освещению.

Первая лампа накаливания с угольным стерженьком была создана русским инженером А. Н. Лодыгиным.

Из других русских ученых второй половины XIX столетия необходимо отметить А. Г. Столетова, который впервые подробно исследовал магнитные свойства железа, и Н. А. Умова, заложившего основы для вывода уравнений движения электромагнитной энергии в телах.

Таким образом, за период с 1800 по 1880 г. в тесной связи с развитием прикладной электротехники и, в частности, с телеграфией, гальванопластикой и техникой электрического освещения развивалась теория цепей постоянного тока. За этот период были установлены основные понятия теории электрических цепей и разработаны первые методы их расчета.

Начало применению переменных токов положил в 1876 г. П. Н. Яблочков. Переменный ток обеспечил равномерность сгорания углей в свече Яблочкова и позволил легко осуществить питание многих ламп от одного источника электрической энергии.

Расширение потребления электрической энергии выдвинуло проблему передачи ее на значительные расстояния. Решение этой проблемы требовало применения различных напряжений для передачи и распределения электрической энергии. Эта задача была решена для переменного тока при помощи трансформаторов, изобретенных также П. Н. Яблочковым.

Переменный ток получил всеобщее признание и широчайшее применение в электроэнергетике благодаря изобретениям русского инженера и ученого М. О. Доливо-Добровольского. Им была разработана трехфазная система, получившая повсеместное распространение. В 1889 г. он построил первый трехфазный двигатель, разработал все остальные звенья трехфазной цепи ив 1891 г. осуществил передачу электрической энергии трехфазным током на расстояние 175 км.

Применение переменного тока потребовало решения многих теоретических вопросов и практических задач, что послужило основанием для разработки целой области теоретических основ электротехники, получившей в начале XX столетия название теории переменных токов. Особенно значительным в развитии переменных токов было введение американским инженером Ч. П. Штейнметцем метода комплексных величин для расчетов цепей.

Наряду с необходимостью решения теоретических задач, относящихся к электрическим и магнитным цепям, практическая электротехника поставила задачи по расчету электромагнитных полей. Конструирование электрических машин и электромагнитных аппаратов потребовало расчета магнитных полей; создание надежной изоляции токоведущих частей выдвинуло задачу расчета электрических полей. Учет распределения переменного тока по сечению проводов потребовал решения задач по расчету электромагнитного поля.

В 1873 г. английский ученый Д. К. Максвелл в классическом труде "Трактат об электричестве и магнетизме" изложил в математической форме основы теории электромагнитного поля, представляющей расширение и дальнейшее развитие идей Фарадея о физической реальности электромагнитного поля. Экспериментальное подтверждение и развитие теории электромагнитного поля, разработанной Максвеллом, было осуществлено немецким физиком Г. Герцем в 1887- 1889 гг. в его опытах по получению и передаче электромагнитных волн, а также в работах русского физика П. Н. Лебедева, доказавшего наличие давления световых волн.

В 1895 г. А. С. Попов изобрел радиосвязь, открывшую новую эру в культурной жизни человечества. Развитие радиотехники послужило мощным толчком к разработке как теории электрических цепей, так и теории электромагнитного поля.

В 1904 г. в Петербургском политехническом институте проф. В. Ф. Миткевич начал читать курс "Теория электрических и магнитных явлений". В 1905 г. в Московском высшем техническом училище проф. К. А. Круг начал читать курс "Теория переменных токов", который был издан в 1906 г. Первой книгой в России, охватывающей основные вопросы курса теоретических основ электротехники, явилась напечатанная в 1916 г. книга К. А. Круга "Основы электротехники".

Следовательно, в развитии электротехники можно отметить второй этап (1880 - 1917 гг.), когда формировалась самостоятельная дисциплина "Теоретические основы электротехники".

Несмотря на работы выдающихся русских ученых и изобретателей, внесших крупнейший вклад в мировую электротехнику, электротехническая промышленность России вследствие ее экономической отсталости в дореволюционное время не получила должного развития. Лишь после Великой Октябрьской социалистической революции в нашей стране была создана мощная электротехническая промышленность.

В настоящее время применение электричества достигло огромного размаха во всех областях народного хозяйства. Строительство электрических станций, создание новых машин, внедрение автоматизации во все технологические процессы, освоение новой техники - выполнение всех этих задач возможно только при наличии глубокой теоретической базы на современном научном уровне.

Дополнительно по теме