L'ingegneria elettrica è un campo di conoscenza estremamente ampio, che include tutto ciò che riguarda l'uso dell'energia elettrica. Ciò include lo sviluppo di circuiti, dispositivi, apparecchiature e componenti e lo studio dei fenomeni elettromagnetici, il loro uso pratico. Lo scopo dell'ingegneria elettrica riguarda tutte le sfere della nostra vita.
Come è iniziato tutto
La storia dello sviluppo dell'ingegneria elettrica è strettamente connessa con l'umanità nel corso della storia del suo sviluppo. Le persone erano interessate ai fenomeni naturali che non potevano spiegare. La storia dello sviluppo dell'ingegneria elettrica: continui tentativi di ripetere ciò che è accaduto intorno.
Lo studio è andato avanti per lunghi e lunghi secoli. Ma solo nel diciassettesimo secolo la storia dello sviluppo dell'ingegneria elettrica iniziò il suo conto alla rovescia dall'uso effettivo delle conoscenze e abilità acquisite da parte di una persona.
Teoria
Gli scienziati che hanno contribuito allo sviluppo dell'ingegneria elettrica sono migliaia e migliaia di nomi, è impossibile elencarli tutti nell'ambito di questo articolo. Maci sono individui la cui ricerca ha contribuito a rendere il nostro mondo quello che è oggi.
Dati storici dicono: uno dei primi a rivolgere la sua attenzione al fatto che l'ambra, dopo essere stata strofinata contro la lana, può attirare oggetti, fu il filosofo greco Talete di Mileto. Condusse i suoi esperimenti nel VII secolo aC. Sfortunatamente, non ha potuto trarre conclusioni fondamentali. Ma ha registrato con cura tutte le sue osservazioni e le ha trasmesse ai posteri.
Il nome successivo nell'elenco condizionale "scienziati elettrici e le loro invenzioni" apparve solo nel 1663, quando Otto von Guericke progettò una macchina nella città di Magdeburgo, che era una palla che poteva non solo attrarre, ma anche respingere oggetti.
Scienziati famosi
Successivamente, l'inizio dell'ingegneria elettrica fu posto da scienziati famosi come:
- Stephen Gray, che ha condotto esperimenti sulla trasmissione di elettricità a distanza. Il risultato della sua ricerca è stata la conclusione che gli oggetti trasferiti si caricano in modo diverso.
- Charles Dufay, che ha avanzato la teoria dei diversi tipi di elettricità.
- L'olandese Peter van Muschenbroek. Divenne famoso per aver inventato il condensatore.
- Georg Richmann e Mikhail Lomonosov hanno studiato attivamente il fenomeno.
- Benjamin Franklin. Quest'uomo è passato alla storia come l'inventore del parafulmine.
- Luigi Galvani.
- Vasily Petrov.
- Ciondolo Charles.
- Hans Oersted.
- Alessandro Volta.
- Andre Ampère.
- Michael Faraday e molti altri.
Energia
L'ingegneria elettrica è una scienza che contiene quattro componenti, la prima e fondamentale delle quali è l'industria dell'energia elettrica. È la scienza della generazione, trasmissione e consumo di energia. L'umanità è stata in grado di utilizzare con successo questa tecnologia per i propri bisogni solo nel 19° secolo.
Le batterie primitive hanno permesso ai dispositivi di funzionare solo per un po', cosa che non ha soddisfatto le ambizioni degli scienziati. L'inventore del primo prototipo del generatore fu l'ungherese Anosh Jedlik nel 1827. Sfortunatamente, lo scienziato non ha brevettato la sua idea e il suo nome è rimasto solo nei libri di testo di storia.
In seguito la dinamo è stata modificata da Hippolyte Pixie. Il dispositivo è semplice: uno statore che crea un campo magnetico costante e una serie di avvolgimenti.
La storia dello sviluppo dell'ingegneria elettrica e dell'energia non può fare a meno di citare il nome di Michael Faraday. Fu lui a inventare il primo generatore, che consentiva di generare corrente e tensione costante. Successivamente, i meccanismi furono migliorati da Emil Sterer, Henry Wilde, Zenob Gramm.
DC
Nel 1873, in una mostra a Vienna, fu chiaramente dimostrato l'avvio di una pompa da una macchina a più di un chilometro di distanza.
L'elettricità ha conquistato con sicurezza il mondo. L'umanità ha accesso a novità prima sconosciute come il telegrafo, il motore elettrico su automobili e navi e l'illuminazione delle città. Enormi dinamo sono state sempre più utilizzate per produrre elettricità su scala industriale. Nelle città cominciarono ad apparire i primi tram e filobus. L'idea della corrente continua è stata introdotta in modo massiccio dal famoso scienziato Thomas Edison. Tuttavia, questa tecnologia aveva anche i suoi svantaggi.
L'ingegneria elettrica teorica nelle opere degli scienziati significava coprire il maggior numero possibile di insediamenti e territori con l'elettricità. Ma la corrente continua aveva una portata estremamente limitata - circa due o tre chilometri, dopo di che iniziarono enormi perdite. Un fattore importante nel passaggio alla corrente alternata è stato l'acciaio e le dimensioni delle macchine generatrici, le dimensioni di una fabbrica decente.
Nikola Tesla
Lo scienziato serbo Nikola Tesla è considerato il fondatore della nuova tecnologia. Dedicò tutta la sua vita allo studio delle possibilità della corrente alternata, trasmettendola a distanza. L'ingegneria elettrica (per i principianti questo sarà un fatto interessante) si basa sui suoi principi di base. Oggi, ogni casa ha una delle creazioni del grande scienziato.
L'inventore ha regalato al mondo generatori polifase, un motore elettrico asincrono, un contatore e molte altre invenzioni. Negli anni nel telegrafo, nelle compagnie telefoniche, nel laboratorio Edison e successivamente nelle sue imprese, Tesla ha acquisito molta esperienza grazie all'enorme numero di esperimenti.
L'umanità, purtroppo, non ha ricevuto nemmeno un decimo delle scoperte dello scienziato. I proprietari dei giacimenti petroliferi erano contrari alla rivoluzione elettrica in ogni modo possibile e cercarono di fermarne il progresso con ogni mezzo a loro disposizione.
Secondo le voci, Nikola potrebbecreare e fermare gli uragani, trasmettere elettricità senza fili in qualsiasi parte del mondo, teletrasportare una nave da guerra e persino provocare la caduta di un meteorite in Siberia. Quest'uomo era davvero straordinario.
Come si è scoperto in seguito, Nikola aveva ragione a scommettere sulla corrente alternata. L'ingegneria elettrica (soprattutto per i principianti) menziona prima di tutto i suoi principi. Risultò che aveva ragione sul fatto che l'elettricità poteva essere fornita a migliaia di chilometri di distanza usando solo cavi. Nel caso di un "fratello" permanente, le centrali elettriche devono essere posizionate ogni due o tre chilometri. Inoltre, devono essere costantemente sottoposti a manutenzione.
Oggi la corrente continua ha ancora posto per i veicoli elettrici: tram, filobus, locomotive elettriche, motori nelle imprese industriali, batterie, caricabatterie. Tuttavia, visto lo sviluppo della tecnologia, è probabile che il "permanente" rimanga presto solo sulle pagine della storia.
Elettromeccanica
La seconda sezione dell'ingegneria elettrica, che spiega il principio di conversione dell'energia da meccanica a elettrica e viceversa, si chiama elettromeccanica.
Il primo scienziato che rivelò al mondo il suo lavoro sull'elettromeccanica fu lo scienziato svizzero Engelbert Arnold, che nel 1891 pubblicò un'opera sulla teoria e la progettazione degli avvolgimenti per macchine. Successivamente, la scienza mondiale è stata reintegrata con i risultati delle ricerche di Blondel, Vidmar, Kostenko, Dreyfus, Tolvinsky, Krug, Park.
Nel 1942, un ungherese-americanoGabriel Kron è finalmente riuscito a formulare una teoria generalizzata per tutte le macchine elettriche e unire così gli sforzi di molti ricercatori nel secolo scorso.
L'elettromeccanica ha goduto di uno stabile interesse di scienziati di tutto il mondo, e successivamente di scienze come l'elettrodinamica (studia la relazione tra fenomeni elettrici e magnetici), la meccanica (studia il movimento dei corpi e le interazioni tra di essi) e anche termica fisica (fondamenti teorici dell'energia, termodinamica, trasferimento di calore e massa) e altri.
I principali problemi che sono stati studiati nella ricerca sono stati lo studio e lo sviluppo di trasduttori, campo magnetico rotante, carico di corrente lineare, costante di Arnold. Gli argomenti principali sono le macchine elettriche e asincrone, vari tipi di trasformatori.
Postulati di elettromeccanica
I tre principali postulati dell'elettromeccanica sono le leggi:
- Induzione elettromagnetica di Faraday;
- corrente completa per circuito magnetico;
- forza elettromagnetica (aka Legge di Ampère).
Come risultato della ricerca di scienziati elettromeccanici, è stato dimostrato che il movimento dell'energia è impossibile senza perdite, tutte le macchine possono funzionare sia come motore che come generatore e che i campi del rotore e dello statore sono sempre fermi l'uno rispetto all' altro amico.
Le formule di base sono equazioni:
- macchina elettrica;
- bilanciamento di tensione degli avvolgimenti di una macchina elettrica;
- coppia elettromagnetica.
Sistemi di controllo automatici
La direzione divenne inevitabilmente popolare dopo che divenne chiaro che le macchine potevano sostituire con successo il lavoro umano.
Controllo automatico: la capacità di manipolare il funzionamento di altri dispositivi o persino di interi sistemi. Il controllo può essere effettuato da temperatura, velocità, movimento, angoli e velocità di marcia. La manipolazione può essere eseguita sia in modalità completamente automatica che con la partecipazione di una persona.
La prima macchina di questo tipo può essere considerata un'unità progettata da Charles Babage. Con l'aiuto delle informazioni contenute nelle schede perforate, le pompe possono essere controllate utilizzando un motore a vapore.
Il primo computer fu descritto negli scritti dello scienziato irlandese Percy Ludgate, presentati al pubblico nel 1909.
I dispositivi di elaborazione analogica sono apparsi poco prima dello scoppio della seconda guerra mondiale. Le ostilità hanno in qualche modo rallentato lo sviluppo di questa promettente industria.
Il primo prototipo del computer moderno fu creato dal tedesco Konrad Zuse nel 1938.
Oggi, i sistemi di controllo automatico, come previsto dai loro inventori, sostituiscono con successo le persone in produzione, svolgendo il lavoro più monotono e pericoloso.
Elettronica
La fase successiva nello sviluppo dell'ingegneria elettrica sono stati i dispositivi elettronici che sono miliardi di volte più precisi delle loro controparti analogiche.
La prima invenzione più famosa è la macchina cifrante Enigma tedesca. E poi gli inglesidecoder elettronici, con i quali hanno cercato di decifrare i codici aggrovigliati.
Poi c'erano calcolatrici e computer.
Nella fase attuale della vita, telefoni e tablet sono associati all'elettronica. E quale sarà lo sviluppo dei nostri dispositivi domani, possiamo solo immaginare. Ma gli scienziati lavorano giorno e notte solo per sorprenderci tutti e rendere la vita un po' più interessante e più facile.
