После изобретения трехфазных систем переменного тока и решения вопроса о передачи электроэнергии на большие расстояния становится возможным широкое применение электричества в промышленных целях. И так с 1890 г. повсеместно начинаю строительство крупных электростанций.

§ 6. Зарождение и развитие электроники (первая четверть XX в.). Изобретение радио

Электротехника становится базой для разработки автоматизированных систем управления энергетическими и производственными процессами. Создание разнообразных электронных, в особенности микроэлектронных устройств позволяет коренным образом повысить эффективность автоматизации процессов вычислений, обработки информации, осуществлять моделирование сложных физических явлений, решение логических задач и др. при значительном снижении габаритов, устройств, повышении их надежности и экономичности.

Дж. Генри и Г. Гельмгольц еще в 40-х годах XIX века устанавливают колебательный характер искрового разряда. В 1850 г. Генри наблюдал индуктивные взаимодействия двух катушек на расстоянии около 80 м. Максвелл в 1873 г. изложил сущность явления электромагнитных волн, а Герц в 1888 г. осуществил их экспериментальное исследование. Вибратор и резонатор Герца - это крупнейшая ступень в предыстории радио. Герц работал с электромагнитными волнами в диапазоне 0,6-6 м. Его волны были названы "лучами Герца", а от латинского "radius" - луч и вошло в жизнь слово "радио".

В 1891 г. французский физик Эдуард Бранли изобрел когерер - стеклянную трубку с металлическими опилками, оказавшуюся хорошим индикатором электромагнитных волн.

Седьмого мая 1895 г. А.С. Попов публично демонстрировал радиоприемник.

Дальнейшее развитие электротехники повлекло собою рождение новых областей наук: электроники, схемотехники, микроэлектроники. Всё больше и больше становится множество различных сложных систем (больших интегральных схем), приведших к созданию микропроцессоров, осуществляющих цифровую обработку информации, и микроЭВМ.

§ 7. Роль математического аппарата в развитии электротехники

Делая вывод из сказанного выше, математика как наука послужила надёжной опорой для развития электротехники. Математический аппарат, созданный такими великими учёными как Максвеллом, Омом, Джоулем, Фарадеем, Доливо-Добровольским и др., заложил фундамент для развития электротехники. Без их вкладов невозможно представить нынешнюю промышленность, дальние линии электропередач, телефон, радио, электропоезда и много другое.

электроника радио радиоприемник электротехника

Стоит так же выделить и философию как образ мышления ученого. Каждый открытий закон или поставленный опыт это философски взгляд на проблему.

Заключение

Изучение истории человеческого общества вообще и истории техники в частности позволяют проследить сложный взаимосвязанный и взаимообусловленный процесс становления и развития человека и техники. Человек создавал все новые и более совершенные средства труда, повышал производительность своего труда и накапливал научные знания. Нельзя не отметить, что именно развитие электротехники, способствовало ускорению технического прогресса. Создание электрических машин постоянного и переменного тока позволило проектировать гибкие системы управления, что не могло быть реализуемо на двигателях, использующих энергию пара. Развитие микропроцессорной техники позволило создавать мощные компьютеры, участвующие в научных экспериментах, а так же открывать новые области науки. [1, с 31]

Рассматривая первую задачу можно сделать следующее заключение: для оценки предпосылок зарождения электротехники, стоит заострить внимание на следующих факторах:

небывалый рост промышленности к концу XVIII в.;

изобретение первого источника электрической энергии;

новые опыты с электричеством.

После открытия первого постоянного источника электрической энергии внимание ученых начинает активно переключается в эту область, развиваются бурные исследования. Открываются всё новые и новые области применения электричества. Эти факторы и дали толчок для развития электротехники.

Рассматривая вторую задачу, послужило выводом следующее: как известно, первоначальным источником электричества являлась, по-сути, нынешняя батарейка, применяя которую можно получить лишь постоянный ток малой мощности. Применение такого источника не находило промышленного использования. После открытия явления электромагнетизма и многочисленным опытам с электростатическими машинами расширение и углубление исследований электрических явлений привели к открытию и изучению новых свойств электрического тока, открытию явления электромагнитной индукции. На данном этапе сильнейшее развитие электротехники дали опыты М. Фарадея, послужившие началом создания электродвигателя. Открыв принцип обратимости электрических машин, стали бурно развиваться исследования в части конструирования генераторов. То есть, электричество начинают широко применять в промышленных целях.

Итогом решения третей задачи послужило то, что на первых этапах исследования явлений электричества ярко прослеживается именно опытное знание, то есть открытие явлений, получение новых знаний происходит исключительно через поставленные опыты. Каждый ученый, открытые им закономерности, трактовал по-разному, не было единства изучения. После открытия явления электромагнитной индукции Фарадеем поднимается вопрос, а возможно ли описать математически открытый Фарадеем процесс? Первые попытки были сделаны Д.К. Максвеллом, следствием его трудов послужило открытие целой теории электромагнитного поля. Именно с этого момента можно отметить первый этап применение математики в электротехнике. Математический аппарат, разработанный Максвеллом и дополненный другими выдающимися учеными как М.О. Доливо-Добровольский, Н. Тесла и др., позволяет показать всему миру такие открытия как асинхронный двигатель, трансформатор, дающие мощный толчок в развитии промышленности и техники конца XIX - начала XX вв.

Оценивая масштаб применения электрической энергии (задача четвертая) следует сказать, что развивающееся производство требовало комплексного решения сложнейшей научно-технической проблемы: экономичной передачи электроэнергии на дальние расстояния и создания экономичного и надежного электрического двигателя, удовлетворяющего требованиям промышленного электропривода. Решением этих проблем является открытие переменного тока и создание трехфазных систем. В разработку трехфазных систем большой вклад внес М.О. Доливо-Добровольский. С этого времени начинается бурное развитие электрификации: строятся мощные электростанции, возрастает напряжение электропередач, разрабатываются новые конструкции электрических машин, аппаратов и приборов. Процесс электрификации постепенно охватывает все новые области производства: развивается электрометаллургия, электротермия, электрохимия. Электрическая энергия начинает все более широко использоваться в самых разнообразных отраслях промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве и в быту.

Рассматривая дальнейшие пути развития электротехники (задача пятая), стоит отметить, что электротехника перестаёт быть просто увлечением ученых, становится базой, открывающей новые ветви науки: схемотехника, электроника, радиотехника и др.

Делая вывод из сказанного (задача шестая), следует отметить, что именно использование математики в электротехнике дало начало развитию этой науки. Сегодня невозможно представить электротехнику без математической трактовки электротехнических законов. Математический аппарат стал фундаментом этой науки.

В данной работе была проанализирована история развития электротехники, сделан акцент на опыты и открытия великих ученых, продемонстрирован этап внедрения математики в науку. Так же, были отмечены основы и предпосылки зарождения электротехники, озвучены великие ученые, внёсшие неоспоримый вклад в развитие науки и техники.

Библиография

1. Архангельский Ю.С. Социальные аспекты электротехники/Ю.С. Архангельский // вестник Саратовского государственного технического университета. - Саратов. 2012. - №2. - С.31-33.

2. Баранов М.И. Никола тесла и современная электротехника/ М.И. Баранов // Электротехника и электромеханика - 2006. - № 2 - С.5-11.

3. Баранов М.И. Антология выдающихся достижений в науке и технике. Часть 5: Электротехника/М.И. Баранов // Электротехника и электромеханика. - 2011. - №6. - С.3-14.

4. Баранов М.И. Антология выдающихся достижений в науке и технике. Часть 12: Классическая электродинамика/ М.И. Баранов // Электротехника и электромеханика. - 2013. - №1. - С.3-7.

5. Валивач П.Е. Философия теоретических основ электротехники как составная часть философии естественных и технических наук/П.Е. Валивач // Известия Российского государственного педагогического университета им.А.И. Герценаю. - 2010. - №137. - С.51-62.

6. Койре А. /Очерки истории философской мысли. О влиянии философских концепций на развитие научных теорий. - М.: Книжный мир, 2002 г.

7. Колесников А.Н. Моделирование систем энергоснабжения/А.Н. Колесников // Известия Южного федерального университета. Технические науки - 2003. - №3. - С.136.

8. Шилин А.Н., Коптелова И.А., Крутякова О.А. Методика применения теории сигнальных графов при изучении электротехники и теории автоматического управления/ Шилин А.Н., Коптелова И.А., Крутякова О.А. // Известия Волгоградского государственного технического университета. - Волгоград. 2005. - №4. - С.168-171.

Размещено на Allbest.ru