Elektrotehnika je izuzetno široko polje znanja, koje uključuje sve što se tiče upotrebe električne energije. To uključuje razvoj kola, uređaja, opreme i komponenti, te proučavanje elektromagnetnih pojava, njihovu praktičnu upotrebu. Opseg elektrotehnike su sve sfere našeg života.
Kako je sve počelo
Istorija razvoja elektrotehnike usko je povezana sa čovečanstvom kroz istoriju njegovog razvoja. Ljudi su bili zainteresovani za prirodne pojave koje nisu mogli da objasne. Istorija razvoja elektrotehnike - stalni pokušaji da se ponovi ono što se dešavalo okolo.
Studija je trajala dugim i dugim vekovima. Ali tek u sedamnaestom veku istorija razvoja elektrotehnike počinje da odbrojava od stvarne upotrebe stečenog znanja i veština od strane osobe.
Teorija
Naučnici koji su dali doprinos razvoju elektrotehnike su hiljade i hiljade imena, nemoguće je sve nabrojati u okviru ovog članka. Alipostoje pojedinci čija su istraživanja pomogla da naš svijet učinimo ovakvim kakav je danas.
Istorijski podaci govore: jedan od prvih koji je skrenuo pažnju na činjenicu da nakon trljanja ćilibara o vunu može privući predmete, bio je grčki filozof Tales iz Mileta. Izveo je svoje eksperimente u sedmom veku pre nove ere. Nažalost, nije mogao izvući nikakve fundamentalne zaključke. Ali pažljivo je zabilježio sva svoja zapažanja i prenio ih potomcima.
Sljedeće ime na uslovnoj listi "elektroznanstvenici i njihovi izumi" pojavilo se tek 1663. godine, kada je Otto von Guericke dizajnirao mašinu u gradu Magdeburgu, koja je bila lopta koja je mogla ne samo privući, već i odbiti objekti.
Poznati naučnici
Naknadno, početak elektrotehnike postavili su poznati naučnici kao što su:
- Stephen Gray, koji je provodio eksperimente o prijenosu električne energije na daljinu. Rezultat njegovog istraživanja bio je zaključak da se predmeti različito naplaćuju.
- Charles Dufay, koji je iznio teoriju o različitim vrstama električne energije.
- holandski Peter van Muschenbroek. Postao je poznat po izumu kondenzatora.
- Georg Richmann i Mikhail Lomonosov aktivno su proučavali ovaj fenomen.
- Benjamin Franklin. Ovaj čovjek je ušao u historiju kao izumitelj gromobrana.
- Luigi Galvani.
- Vasily Petrov.
- Charles Pendant.
- Hans Oersted.
- Alessandro Volta.
- Andre Ampère.
- Michael Faraday i mnogi drugi.
Energija
Elektrotehnika je nauka koja sadrži četiri komponente, od kojih je prva i osnovna elektroprivreda. To je nauka o stvaranju, prijenosu i potrošnji energije. Čovječanstvo je uspjelo da koristi ovu tehnologiju za svoje potrebe tek u 19. vijeku.
Primitivne baterije omogućavale su uređajima da rade samo neko vrijeme, što nije zadovoljilo ambicije naučnika. Izumitelj prvog prototipa generatora bio je Mađar Anosh Jedlik 1827. godine. Nažalost, naučnik nije patentirao svoju zamisao, a njegovo ime je ostalo samo u udžbenicima istorije.
Kasnije je dinamo modificirao Hippolyte Pixie. Uređaj je jednostavan: stator koji stvara konstantno magnetsko polje i set namotaja.
Historija razvoja elektrotehnike i energetike ne može bez spominjanja imena Michaela Faradaya. On je izumio prvi generator koji je omogućio stvaranje struje i konstantnog napona. Nakon toga, mehanizme su poboljšali Emil Sterer, Henry Wilde, Zenob Gramm.
DC
Godine 1873., na izložbi u Beču, jasno je prikazan početak rada pumpe iz mašine udaljene više od kilometra.
Struja je pouzdano osvojila svijet. Čovječanstvo ima pristup takvim do sada nepoznatim novitetima kao što su telegraf, električni motor na automobilima i brodovima, te osvjetljenje gradova. Ogromni dinamo su se sve više koristili za proizvodnju električne energije u industrijskim razmjerima. U gradovima su se počeli pojavljivati prvi tramvaji i trolejbusi. Ideju jednosmjerne struje masovno je uveo poznati naučnik Thomas Edison. Međutim, ova tehnologija je imala i svojih nedostataka.
Teorijska elektrotehnika u radovima naučnika podrazumevala je pokrivanje što većeg broja naselja i teritorija električnom energijom. Ali jednosmjerna struja imala je izuzetno ograničen domet - oko dva ili tri kilometra, nakon čega su počeli ogromni gubici. Važan faktor u prelasku na naizmjeničnu struju bio je čelik i dimenzije proizvodnih mašina, veličine pristojne fabrike.
Nikola Tesla
Srpski naučnik Nikola Tesla smatra se osnivačem nove tehnologije. Cijeli svoj život posvetio je proučavanju mogućnosti naizmjenične struje, prenoseći je na daljinu. Elektrotehnika (za početnike će to biti zanimljiva činjenica) izgrađena je na svojim osnovnim principima. Danas svaki dom ima jednu od kreacija velikog naučnika.
Izumitelj je svijetu dao polifazne generatore, asinhroni elektromotor, brojač i mnoge druge izume. Tokom godina rada u telegrafu, telefonskim kompanijama, Edisonovoj laboratoriji i kasnije u svojim preduzećima, Tesla je stekao veliko iskustvo zahvaljujući ogromnom broju eksperimenata.
Čovječanstvo, nažalost, nije primilo ni desetinu naučnikovih otkrića. Vlasnici naftnih polja bili su protiv električne revolucije na sve moguće načine i pokušavali su zaustaviti njen napredak na bilo koji način koji im je bio na raspolaganju.
Prema glasinama, Nikola bi mogaostvarati i zaustavljati uragane, prenositi struju bez žica bilo gdje u svijetu, teleportirati ratni brod, pa čak i izazvati pad meteorita u Sibiru. Ovaj čovjek je bio vrlo neobičan.
Kao što se kasnije pokazalo, Nikola je bio u pravu kada se kladio na naizmjeničnu struju. Elektrotehnika (posebno za početnike) prije svega spominje svoje principe. Ispostavilo se da je bio u pravu da se strujom može snabdjeti hiljadama milja daleko koristeći samo žice. U slučaju stalnog “brata”, elektrane se moraju nalaziti svaka dva do tri kilometra. Osim toga, moraju se stalno servisirati.
Danas jednosmerna struja ima mesta za električna vozila - tramvaje, trolejbuse, električne lokomotive, motore u industrijskim preduzećima, u akumulatorima, punjače. Međutim, s obzirom na razvoj tehnologije, vrlo je vjerovatno da će "trajni" uskoro ostati samo na stranicama istorije.
Elektromehanika
Drugi dio elektrotehnike, koji objašnjava princip pretvaranja energije iz mehaničke u električnu i obrnuto, naziva se elektromehanika.
Prvi naučnik koji je svetu otkrio svoj rad na elektromehanici bio je švajcarski naučnik Engelbert Arnold, koji je 1891. objavio rad o teoriji i dizajnu namotaja za mašine. Nakon toga, svjetska nauka je dopunjena rezultatima istraživanja Blondela, Vidmara, Kostenka, Dreyfusa, Tolvinskog, Kruga, Parka.
Godine 1942, Mađar-AmerikanacGabriel Kron je konačno uspio da formuliše generalizovanu teoriju za sve električne mašine i tako ujedini napore mnogih istraživača tokom prošlog veka.
Elektromehanika je uživala stabilno interesovanje naučnika širom sveta, a potom i nauke kao što su elektrodinamika (proučava odnos između električnih i magnetskih fenomena), mehanika (proučava kretanje tela i interakcije između njih), a takođe i toplotna fizika (teorijske osnove energije, termodinamike, prijenosa topline i mase) i dr.
Glavni problemi koji su proučavani u istraživanju su proučavanje i razvoj pretvarača, rotacijskog magnetnog polja, linearnog strujnog opterećenja, Arnoldove konstante. Glavne teme su električne i asinhrone mašine, razne vrste transformatora.
Postulati elektromehanike
Glavna tri postulata elektromehanike su zakoni:
- Faradayeva elektromagnetna indukcija;
- puna struja za magnetno kolo;
- elektromagnetna sila (aka Amperov zakon).
Kao rezultat istraživanja naučnika elektromehaničara, dokazano je da je kretanje energije nemoguće bez gubitaka, sve mašine mogu raditi i kao motor i kao generator, te da su polja rotora i statora uvijek stacionarni jedan prema drugom prijatelju.
Osnovne formule su jednadžbe:
- električna mašina;
- ravnoteža napona namotaja električne mašine;
- elektromagnetski obrtni moment.
Automatski kontrolni sistemi
Smjer je neminovno postao popularan nakon što je postalo jasno da mašine mogu uspješno zamijeniti ljudski rad.
Automatsko upravljanje - mogućnost manipulisanja radom drugih uređaja ili čak čitavih sistema. Kontrola se može vršiti temperaturom, brzinom, kretanjem, uglovima i brzinom putovanja. Manipulacija se može izvršiti iu potpuno automatskom načinu rada i uz učešće osobe.
Prvom mašinom ove vrste može se smatrati jedinica koju je dizajnirao Charles Babage. Uz pomoć informacija sadržanih u bušenim karticama, pumpe se mogu kontrolisati pomoću parne mašine.
Prvi kompjuter je opisan u spisima irskog naučnika Percyja Ludgatea, koji su predstavljeni javnosti 1909.
Analogni računarski uređaji pojavili su se neposredno prije izbijanja Drugog svjetskog rata. Neprijateljstva su donekle usporila razvoj ove perspektivne industrije.
Prvi prototip modernog kompjutera kreirao je Nijemac Konrad Zuse 1938.
Danas automatski sistemi upravljanja, kako su zamislili njihovi pronalazači, uspješno zamjenjuju ljude u proizvodnji, obavljajući najmonotoniji i najopasniji posao.
Elektronika
Sljedeća faza u razvoju elektrotehnike bili su elektronski uređaji koji su milijarde puta precizniji od svojih analognih kolega.
Najpoznatiji prvi izum je nemačka mašina za šifrovanje Enigma. A onda Britancielektronski dekoderi, pomoću kojih su pokušali da dešifruju zapetljane kodove.
Sljedeći su bili kalkulatori i kompjuteri.
U trenutnoj fazi života, telefoni i tableti su povezani sa elektronikom. A kakav će biti razvoj naših uređaja sutra, možemo samo nagađati. Ali naučnici rade dan i noć samo da bi nas sve iznenadili i učinili život malo zanimljivijim i lakšim.
