Революционные преобразования в энергетике и электротехнике

ИСТОРИЯ

Ответственный

за выпуск:

Редактор:

Корректор:

Художник:

Верстка:

Кузнецов В. Федоров И. Тарасенко Н. Лойкова И. Патулова А.

Сдано в набор 3.10.2006 г. Подписано в печать 25.10.2006 г.

Формат 84x108 ¹/₃₂. Бумага типографская.

Гарнитура Школьная.

Тираж 5 000. Заказ № 606

Издательство «Феникс»

344082, г. Ростов-на-Дону,

пер. Халтуринский, 80

Отпечатано с готовых диапозитивов в ЗАО «Книга».

344019, г. Ростов-на-Дону, ул. Советская, 57. Качество печати соответствует предоставленным диапозитивам.

Революционные преобразования в энергетике и электротехнике

К рубежу XIX—XX вв. кардинально изменились основы науч­ного мышления; переживает расцвет естествознание, идет создание-единой системы наук. Этому способствовало открытие электрона и радиоактивности. Произошла новая научная революция, начавшая­ся в физике и охватившая все основные отрасли науки. Ею пред­ставляют М. Планк, создавший квантовую теорию, и А. Эйнштейн, создавший теорию относительности, ознаменовавшие прорыв в об­ласть микромира.

В конце XIX — начале XX вв. связь науки с производством при­обрела более прочный и систематический характер; устанавливается тесная взаимосвязь науки с техникой, обусловливающая постепенное-превращение науки в непосредственную производительную силу об­щества. Если до конца XIX в. наука оставалась «малой» (в этой сфере

ІН.І.ІІО занято небольшое число людей), то на рубеже XX в. способ организации науки изменился — возникли крупные научные инсти-ІутьІ, лаборатории, оснащенные мощной технической базой. «Малая» ІІ;Іука превращается в «большую» — численность занятых в этой І форе увеличилась, возникли специальные звенья научно-исследо-имтельской деятельности, задачей которых стало скорейшее доведе­ние теоретических решений до технического воплощения, в их чис-- опытно-конструкторские разработки, производственные ис-шедования, технологические, опытно-экспериментальные и др.

Процесс революционных преобразований в области науки охва­тил затем технику и технологию.

Первые электродвигатели

Динамо-машина

На основе электричества была создана новая энергетическая основа промышленности и транспорта, т.е. решена крупнейшая техни-•к-ская проблема. В 1867 г. в Германии Э.Б. Сименс изобрел элект­ромагнитный генератор с самовозбуж­дением, при помощи которого враще­нием проводника в магнитном поле можно получать и вырабатывать элек­трический ток. В 70-е годы была изоб­ретена динамо-машина, которую можно Оыло использовать не только как гене­ратор электроэнергии, но и как двига­тель, превращающий электрическую шергию в механическую. В 1883 г. американский инженер Т. Эдисон со-чдал первый современный генератор. ('ледующая успешно решенная им за­дача -- передача электроэнергии по проводам на значительные расстояния (и 1891 г. Эдисоном создан трансформатор). Таким образом сложи-нась современная техническая цепь: получение — передача — прием •лектроэнергии, благодаря чему промышленные предприятия могли размещаться вдали от энергетических баз. Производство электроэнер­гии было организовано на особых предприятиях — электростанциях. Сначала электроэнергия к рабочим местам направлялась по элек­троприводу, который был общим для всего машинного комплекса. 5атем он стал групповым и, наконец, индивидуальным. С этого момента каждая машина имела отдельный двигатель. Оборудование машин электродвигателями увеличило скорость станков, повысило производительность труда и создало предпосылки для последующей автоматизации производственного процесса.

ГУ. Новейшее время

>. Вторая научно-техническая революция и ее последствия...

Поскольку потребность в электроэнергии неуклонно росла, тех ническая мысль была занята поисками новых типов первичных дни гателей: более мощных, более быстроходных, компактных, эконо мичных. Самым удачным изобретением стала многоступенчатая па ровая турбина английского инженера Ч. Парсонса (1884), сыграм-шая значительную роль в развитии энергетики — она позволяла но много раз повысить скорость вращения.

Наряду с тепловыми турбинами шли разработки гидравлических тур­бин. Впервые они были установлены на Ниагарской гидроэлектростан­ции в 1896 г., одной из крупнейших электростанций того времени.

Особенное значение получили дви­гатели внутреннего сгорания. Модели таких двигателей, работавших на жид ком горючем (бензине) создали в ее редине 80-х годов немецкие инжене­ры Г. Даймлер и К. Бенц. Эти двига­тели использовались моторным без­рельсовым транспортом. В 1896— 1897гг. немецкий инженер Р. Ди­зель изобрел двигатель внутреннею сгорания с большим коэффициен­том полезного действия. Затем он был приспособлен к работе на тяже­лом жидком топливе и получил ис­ключительно широкое применение во всех отраслях промышленности п транспорта. В 1906 г. в США по­явились тракторы с двигателями Опытный двигатель Дизеля внутреннего сгорания. Применение

их в сельском хозяйстве началось с

Ю7 г. Массовое производство таких тракторов было освоено в годы Первой мировой войны.

„ Одной из ведущих отраслей становится

элекхро™, развивался ее подотрас-
и электроники ^ли' ^к' ^полУ^чает широкое распростране-

ние электрическое освещение, вызванное

строительством крупных промышленных предприятий, ростом боль­ших городов, увеличившимся производством электроэнергии.

Изобретение лампы накаливания принадлежит русским ученым: А.Н. Лодыгину (лампа накаливания с угольным стерженьком в стек­лянной колбе, 1873) и П.Н. Яблочкову (разработана конструкция электродуговой лампы, «электрической свечи», 1875).

В 1879 американский изобретатель Т, Эдисон предложил ваку-\миую лампу накаливания с угольной нитью. В последующем в І инструкцию ламп накаливания изобретателями различных стран шюсились улучшения. А.Н. Лодыгиным были разработаны лампы с металлическими нитями, в том числе с вольфрамовыми, применяе­мыми и сейчас. Хотя во многих странах мира еще долгое время

• охранялось газовое освещение, но оно уже не могло противостоять
распространению электрических осветительных систем.

Вторая НТР — это период широкого развития и такой от­расли электротехники, как тех­ника средств связи. В конце XIX в. существенно усовершен-

Сообщение о телефоне Белла в «Сайентифик америкэн»

• гвована аппаратура проволоч­
ного телеграфа, а к началу 80-х
(н.ши выполнены большие ра­
боты по конструированию и
практическому применению
Іпіефонной аппаратуры. Изобре-
І л гель телефона — американец
\.Г. Белл, получивший первый
патент в 1876 г.. Микрофон, от-
гутствовавший в аппарате Бел-
па, был изобретен Т. Эдисоном
и независимо от него англича­
нином Д. Юзом. Благодаря мик­
рофону увеличивался радиус
мсйствия телефонного аппара­
та. Телефонная связь стала бы­
стро распространяться во всех странах мира. Первая телефонная стан­
ция в США была построена в 1877 г. Через два года введена в строй
телефонная станция в Париже, в 1881 г. --в Берлине, Петербурге,
Москве, Одессе, Риге и Варшаве. Автоматическая телефонная стан­
ция запатентована американцем А.Б. Строуджером в 1889 г.

Одно из важнейших достижений второй НТР -- изобретение /шдио — беспроволочной электросвязи, основанной на использова­нии электромагнитных волн (радиоволн). Эти волны были впервые обнаружены немецким физиком Г. Герцем. Практическое создание такой связи осуществил выдающийся русский ученый А. С. Попов, продемонстрировавший 7 мая 1885 г. первый в мире радиоприем-пик. Затем последовала передача на расстояние радиограммы, в 1897 г. осуществлена радиотелеграфная связь между кораблями на расстоя-

сг

IV. Новейшее время

нии 5 км. В 1899 г. достигнута устойчивая длительная передача р;І диограмм на дистанцию 43 км.

Итальянский инженер Г. Марками в 1896 г. запатентовал способ передачи электрических импульсов без проводов. Значительная ма териальная поддержка английских капиталистов позволила ему в 1899 І'. осуществить передачи через Ла-Манш, а в 1901 г. — через Атланти­ческий океан.

В начале XX в. родилась еще одна отрасль электротехники - электроника. В 1904 г. английским ученым Дж.А. Флемингом был л разработана двухэлектродная лампа (диод), которая могла использо ваться для преобразования частот электрических колебаний. В 1907 г. американский конструктор Ли де Форест предложил трехэлектрод ную лампу (триод), с помощью которой можно было не только преобразовывать частоту электрических колебаний, но и усиливать слабые колебания. Начало промышленной электроники было поло­жено введением ртутных выпрямителей для преобразования пере­менного тока в постоянный.

Промышленное применение электрической энергии, строитель­ство электростанций, расширение электрического освещения горо­дов, развитие телефонной связи и т.д. обусловили быстрое развитие электротехнической промышленности.

Вторая НТР знаменовалась не только созда-

Новые технологаческие _{нием новых лей но и} затронула старые