Ang Electrical engineering ay isang napakalawak na larangan ng kaalaman, na kinabibilangan ng lahat ng nauugnay sa paggamit ng elektrikal na enerhiya. Kabilang dito ang pagbuo ng mga circuit, device, kagamitan at mga bahagi, at ang pag-aaral ng electromagnetic phenomena, ang kanilang praktikal na paggamit. Ang saklaw ng electrical engineering ay lahat ng saklaw ng ating buhay.
Paano nagsimula ang lahat
Ang kasaysayan ng pag-unlad ng electrical engineering ay malapit na konektado sa sangkatauhan sa buong kasaysayan ng pag-unlad nito. Interesado ang mga tao sa mga natural na phenomena na hindi nila maipaliwanag. Ang kasaysayan ng pag-unlad ng electrical engineering - patuloy na pagtatangka na ulitin ang nangyari sa paligid.
Nagpatuloy ang pag-aaral nang mahaba at mahabang siglo. Ngunit noong ikalabing pitong siglo lamang nagsimula ang kasaysayan ng pag-unlad ng electrical engineering mula sa aktwal na paggamit ng nakuhang kaalaman at kasanayan ng isang tao.
Teorya
Ang mga siyentipiko na nag-ambag sa pagbuo ng electrical engineering ay libu-libo at libu-libong mga pangalan, imposibleng ilista ang lahat ng mga ito sa loob ng balangkas ng artikulong ito. Peromay mga indibidwal na ang pagsasaliksik ay nakatulong sa ating mundo kung ano ito ngayon.
Sinabi ng makasaysayang data: ang isa sa mga unang nagbaling ng kanyang pansin sa katotohanan na pagkatapos na ipahid ang amber sa lana, maaari itong makaakit ng mga bagay, ay ang pilosopong Griyego na si Thales ng Miletus. Isinagawa niya ang kanyang mga eksperimento noong ikapitong siglo BC. Sa kasamaang palad, hindi siya makagawa ng anumang pangunahing konklusyon. Ngunit maingat niyang itinala ang lahat ng kanyang mga obserbasyon at ipinasa ito sa mga inapo.
Ang susunod na pangalan sa conditional list na "electrical scientists and their inventions" ay lumitaw lamang noong 1663, nang si Otto von Guericke ay nagdisenyo ng isang makina sa lungsod ng Magdeburg, na isang bola na hindi lamang nakakaakit, ngunit nagtataboy din. mga bagay.
Mga sikat na siyentipiko
Kasunod nito, ang simula ng electrical engineering ay inilatag ng mga sikat na siyentipiko tulad ng:
- Stephen Gray, na nagsagawa ng mga eksperimento sa pagpapadala ng kuryente sa malayo. Ang resulta ng kanyang pananaliksik ay ang konklusyon na iba ang paglilipat ng singil ng mga bagay.
- Charles Dufay, na naglagay ng teorya ng iba't ibang uri ng kuryente.
- Dutch Peter van Muschenbroek. Naging tanyag siya sa pag-imbento ng capacitor.
- Aktibong pinag-aralan nina Georg Richmann at Mikhail Lomonosov ang phenomenon.
- Benjamin Franklin. Ang taong ito ay nahulog sa kasaysayan bilang ang imbentor ng pamalo ng kidlat.
- Luigi Galvani.
- Vasily Petrov.
- Charles Pendant.
- Hans Oersted.
- Alessandro Volta.
- Andre Ampère.
- Michael Faraday at marami pang iba.
Enerhiya
Ang electrical engineering ay isang agham na naglalaman ng apat na bahagi, ang una at pangunahing nito ay ang industriya ng kuryente. Ito ay ang agham ng henerasyon, paghahatid at pagkonsumo ng enerhiya. Matagumpay na nagamit ng sangkatauhan ang teknolohiyang ito para sa kanilang mga pangangailangan noong ika-19 na siglo lamang.
Ang Primitive na baterya ay nagpapahintulot sa mga device na gumana nang ilang sandali lamang, na hindi nakatugon sa mga ambisyon ng mga siyentipiko. Ang imbentor ng unang prototype ng generator ay ang Hungarian Anosh Jedlik noong 1827. Sa kasamaang palad, hindi pinatent ng siyentipiko ang kanyang ideya, at ang kanyang pangalan ay nanatili lamang sa mga aklat-aralin sa kasaysayan.
Mamaya ang dynamo ay binago ng Hippolyte Pixie. Simple lang ang device: isang stator na lumilikha ng pare-parehong magnetic field, at isang set ng windings.
Ang kasaysayan ng pag-unlad ng electrical engineering at enerhiya ay hindi magagawa nang hindi binabanggit ang pangalan ni Michael Faraday. Siya ang nag-imbento ng unang generator, na naging posible upang makabuo ng kasalukuyang at pare-pareho ang boltahe. Kasunod nito, ang mga mekanismo ay pinahusay nina Emil Sterer, Henry Wilde, Zenob Gramm.
DC
Noong 1873, sa isang eksibisyon sa Vienna, malinaw na ipinakita ang simula ng pump mula sa isang makina na mahigit isang kilometro ang layo.
Kumpiyansa na nasakop ng kuryente ang mundo. Ang sangkatauhan ay may access sa mga dati nang hindi kilalang novelty gaya ng telegraph, ang de-kuryenteng motor sa mga sasakyan at barko, at ang pag-iilaw ng mga lungsod. Ang malalaking dynamo ay lalong ginagamit upang makagawa ng kuryente sa isang pang-industriya na sukat. Ang mga unang tram at trolleybus ay nagsimulang lumitaw sa mga lungsod. Ang ideya ng direktang kasalukuyang ay malawakang ipinakilala ng sikat na siyentipiko na si Thomas Edison. Gayunpaman, ang teknolohiyang ito ay mayroon ding mga kakulangan.
Ang Theoretical electrical engineering sa mga gawa ng mga siyentipiko ay nangangahulugang saklawin ang pinakamaraming pamayanan at teritoryo hangga't maaari gamit ang kuryente. Ngunit ang direktang kasalukuyang may limitadong saklaw - mga dalawa o tatlong kilometro, pagkatapos ay nagsimula ang malaking pagkalugi. Ang isang mahalagang salik sa paglipat sa alternating current ay ang bakal at ang mga sukat ng mga makinang gumagawa, ang laki ng isang disenteng pabrika.
Nikola Tesla
Ang Serbian scientist na si Nikola Tesla ay itinuturing na tagapagtatag ng bagong teknolohiya. Inialay niya ang kanyang buong buhay sa pag-aaral ng mga posibilidad ng alternating current, na ipinadala ito sa malayo. Ang electrical engineering (para sa mga nagsisimula ito ay magiging isang kawili-wiling katotohanan) ay binuo sa mga pangunahing prinsipyo nito. Ngayon, bawat tahanan ay may isa sa mga likha ng mahusay na siyentipiko.
Binigyan ng imbentor ang mundo ng mga polyphase generator, isang asynchronous na de-koryenteng motor, isang counter at marami pang ibang imbensyon. Sa paglipas ng mga taon sa telegrapo, mga kumpanya ng telepono, laboratoryo ng Edison at kalaunan sa kanyang mga negosyo, nakakuha si Tesla ng maraming karanasan dahil sa napakaraming eksperimento.
Ang sangkatauhan, sa kasamaang palad, ay hindi nakatanggap ng kahit isang ikasampu ng mga natuklasan ng siyentipiko. Ang mga may-ari ng mga oil field ay laban sa electric revolution sa lahat ng posibleng paraan at sinubukan nilang pigilan ang pag-unlad nito sa anumang paraan na magagamit nila.
Ayon sa mga tsismis, kaya ni Nikolalumikha at huminto sa mga bagyo, magpadala ng kuryente nang walang mga wire saanman sa mundo, mag-teleport ng barkong pandigma, at maging sanhi ng pagbagsak ng meteorite sa Siberia. Napakapambihira ng lalaking ito.
Sa huli, tama si Nikola sa pagtaya sa alternating current. Ang electrical engineering (lalo na para sa mga nagsisimula) una sa lahat ay binanggit ang mga prinsipyo nito. Tama pala siya na ang kuryente ay maaring maibigay sa libu-libong milya ang layo gamit lamang ang mga wire. Sa kaso ng isang permanenteng "kapatid na lalaki", ang mga power plant ay dapat na matatagpuan bawat dalawa hanggang tatlong kilometro. Bilang karagdagan, dapat silang palaging serbisiyo.
Ngayon, ang direktang agos ay mayroon pa ring lugar para sa mga de-kuryenteng sasakyan - mga tram, trolleybus, mga de-koryenteng lokomotibo, mga makina sa mga pang-industriyang negosyo, sa mga baterya, mga charger. Gayunpaman, dahil sa pag-unlad ng teknolohiya, malamang na ang "permanente" ay mananatili lamang sa mga pahina ng kasaysayan.
Electromechanics
Ang pangalawang seksyon ng electrical engineering, na nagpapaliwanag sa prinsipyo ng pag-convert ng enerhiya mula sa mekanikal tungo sa electrical at vice versa, ay tinatawag na electromechanics.
Ang unang siyentipiko na nagpahayag ng kanyang gawain sa electromechanics sa mundo ay ang Swiss scientist na si Engelbert Arnold, na noong 1891 ay naglathala ng isang gawa sa teorya at disenyo ng windings para sa mga makina. Kasunod nito, ang agham ng mundo ay napunan ng mga resulta ng pananaliksik nina Blondel, Vidmar, Kostenko, Dreyfus, Tolvinsky, Krug, Park.
Noong 1942, isang Hungarian-AmericanSa wakas ay nagawang bumalangkas ni Gabriel Kron ng pangkalahatang teorya para sa lahat ng mga de-koryenteng makina at sa gayon ay pinag-iisa ang mga pagsisikap ng maraming mananaliksik sa nakalipas na siglo.
Electromechanics ay nagkaroon ng matatag na interes ng mga siyentipiko sa buong mundo, at kasunod nito ang mga agham gaya ng electrodynamics (pinag-aaralan ang ugnayan sa pagitan ng electrical at magnetic phenomena), mekanika (pinag-aaralan ang paggalaw ng mga katawan at mga interaksyon sa pagitan nila), at pati na rin ang thermal physics (theoretical foundations energy, thermodynamics, init at mass transfer) at iba pa.
Ang mga pangunahing problema na pinag-aralan sa pananaliksik ay ang pag-aaral at pagbuo ng mga transduser, umiikot na magnetic field, linear current load, ang pare-pareho ni Arnold. Ang mga pangunahing paksa ay mga electrical at asynchronous na makina, iba't ibang uri ng mga transformer.
Postulates ng electromechanics
Ang pangunahing tatlong postulate ng electromechanics ay ang mga batas:
- Faraday's electromagnetic induction;
- full current para sa magnetic circuit;
- electromagnetic force (aka Ampère's Law).
Bilang resulta ng pagsasaliksik ng mga electromechanical scientist, napatunayan na ang paggalaw ng enerhiya ay imposible nang walang pagkalugi, lahat ng makina ay maaaring gumana bilang isang makina at bilang isang generator, at na ang mga patlang ng rotor at stator ay palaging nakatigil na kamag-anak sa isa't isa na kaibigan.
Ang mga pangunahing formula ay mga equation:
- electric machine;
- balanse ng boltahe ng mga windings ng isang de-koryenteng makina;
- electromagnetic torque.
Mga awtomatikong control system
Hindi maiiwasang sumikat ang direksyon pagkatapos na maging malinaw na matagumpay na mapapalitan ng mga makina ang paggawa ng tao.
Awtomatikong kontrol - ang kakayahang manipulahin ang pagpapatakbo ng iba pang mga device o kahit na ang buong system. Ang kontrol ay maaaring gawin sa pamamagitan ng temperatura, bilis, paggalaw, anggulo at bilis ng paglalakbay. Ang pagmamanipula ay maaaring isagawa kapwa sa ganap na awtomatikong mode at sa partisipasyon ng isang tao.
Ang unang makina ng ganitong uri ay maaaring ituring na isang yunit na dinisenyo ni Charles Babage. Sa tulong ng impormasyong nakapaloob sa mga punched card, makokontrol ang mga pump gamit ang steam engine.
Ang unang computer ay inilarawan sa mga sinulat ng Irish scientist na si Percy Ludgate, na ipinakita sa publiko noong 1909.
Analog computing device ay lumitaw bago ang pagsiklab ng World War II. Ang labanan ay medyo nagpabagal sa pag-unlad ng magandang industriyang ito.
Ang unang prototype ng modernong computer ay nilikha ng German na si Konrad Zuse noong 1938.
Ngayon, ang mga awtomatikong control system, ayon sa nilalayon ng kanilang mga imbentor, ay matagumpay na pinapalitan ang mga tao sa produksyon, na ginagawa ang pinaka-monotonous at mapanganib na trabaho.
Electronics
Ang susunod na yugto sa pagbuo ng electrical engineering ay mga electronic device na bilyun-bilyong beses na mas tumpak kaysa sa kanilang mga analog na katapat.
Ang pinakatanyag na unang imbensyon ay ang German Enigma cipher machine. At pagkatapos ay ang Britishmga electronic decoder, kung saan sinubukan nilang i-decipher ang mga gusot na code.
Sumunod ay mga calculator at computer.
Sa kasalukuyang yugto ng buhay, ang mga telepono at tablet ay nauugnay sa electronics. At kung ano ang magiging pag-unlad ng aming mga aparato bukas, maaari lamang nating hulaan. Ngunit ang mga siyentipiko ay nagtatrabaho araw at gabi upang sorpresahin tayong lahat at gawing mas kawili-wili at mas madali ang buhay.
