Лекция 1 - Конспекты (1095366), страница 2
Текст из файла (страница 2)
После А. Вольта многие учёные создали свои собственные гальванические элементы, более практичные и эффективные.Примечательно, что, возможно, Л. Гальвани был далеко не первым "изобретателем" гальванического элемента. В 1936 г. на территории Ирака археологКенинг нашёл терракотовый сосуд со вставленными в него медным цилиндроми железным стержнем, укреплённым по центру с помощью пробки. Было высказано предположение, что это ни что иное, как гальванический элемент, принадлежавший древним шумерам (жили около 5000 лет назад!). Была высказанагипотеза, что такой источник тока был нужен для гальванического нанесениязолота на серебряные украшения.9Электропитание РЭАГлава 1Профессор Петербургской медико-хирургической академии ВасилийВладимирович Петров не желал повторять эксперименты своих иностранныхколлег с вольтовым столбом. Он решил изучить явления, которые будет создавать очень большой и мощный столб.В.В.
Петров внёс значительные усовершенствования в конструкциювольтова столба. Новый столб состоял из 4200 медных и цинковых кружковдиаметром 3,5 см. Если бы их можно было положить друг на друга, то высотабатареи превзошла бы 12 метров. Петров заметил, что даже при двухстах пластинках в таком столбе электролит (он применял нашатырь, которым пропитывал бумажные прокладки) выжимался из бумажных дисков, находящихся в егонижней части, и действие батареи ослабевало.
Поэтому он расположил своюбатарею горизонтально в специальном ящике из красного дерева. Кружки былипоставлены на ребро и уложены в четыре соединенных последовательно ряда.Внутренняя поверхность ящика была покрыта изоляцией – сургучным лаком.Все это делало столб довольно мощным, долговечным и удобным для использования. После В.В.
Петрова многие учёные стали создавать горизонтальныевольтовы батареи. По современным оценкам батарея В.В. Петрова давала напряжение около 1500 В.Экспериментировал В.В. Петров с энтузиазмом и был на редкость изобретателен при разработке методики исследования. Не забудем, что в те времена приборов было немного: ни амперметров, ни вольтметров не было. Качествоработы батареи В.В. Петров узнавал по своеобразному ощущению, которое вызывал электрический ток в его пальцах, когда он касался ими столба. Чтобысделать пальцы более чувствительными, он срезал с их кончиков верхний слойкожи – тогда ему удавалось выявить даже очень слабый ток!Примерно в 1859-1860 гг.
в лаборатории Александра Беккереля работал вкачестве ассистента Гастон Планте. Молодой человек решил заняться улучшением гальванических батарей, чтобы сделать их надёжными источниками тока10Электропитание РЭАГлава 1для телеграфии. После многочисленных экспериментов и поисков он перешёл кдвум тонким свинцовым пластинкам. Он их проложил суконкой и навил этотсэндвич на деревянную палочку, чтобы он влезал в круглую стеклянную банкус электролитом. Далее подключил обе пластины к батарее. Через некотороевремя полученная им система зарядилась и сама оказалась способной даватьдостаточно ощутимый постоянной ток. Так случилось рождение накопителяэлектрической энергии – аккумулятора.Чуть ранее, в 1831 г., профессор Лондонского Королевского институтаМайкл Фарадей изготовил первый магнитоэлектрический генератор.
Он состоял из подковообразного постоянного магнита и медного диска, вращающегосямежду магнитными полюсами.Уже в 1873 г. начинают изготавливать получившие широкое применениеэлектрические машины с вращающимся ротором. Появляется переменный ток,которым впервые воспользовался работающий в Париже русский электротехник П.Н. Яблочков для освещения городских улиц при помощи изготовляемыхим дуговых ламп переменного тока – свечей Яблочкова (первые необходимыедля этого генераторы создал парижский изобретатель и промышленник ЗенобТеофиль Грамм).
Он же в 1876 г. получает первый в мире патент на трансформатор.С началом массового производства ламп накаливания в 1879 г. переменный ток на некоторое время потерял своё значение, но снова обрёл актуальность в связи с ростом дальности передачи электроэнергии в середине1880-х гг. В 1888-1890 гг.
эмигрировавший в США сербский электротехникНикола Тесла и эмигрировавший в Германию русский электротехник МихаилДоливо-Добровольский разработали трёхфазную систему переменного тока.Последний изобрёл и первый трёхфазный трансформатор и построил первыйтрёхфазный двигатель – и в 1891 г. осуществил передачу электрической энергии на расстояние 1975 км.11Электропитание РЭАГлава 1В 1874 г.
немецкий учёный К. Браун открыл принцип действия кристаллических диодов. Независимо от него в 1882 г. французский физик Ж. Жасминоткрыл феномен полупроводника и предложил использовать его для выпрямления переменного тока вместо механических переключателей. В 1899 г. К. Браун запатентовал выпрямитель на кристалле.Для преобразования переменного тока в постоянный до 1912 г.
в основном применяли вращающиеся преобразователи (двигатель-генераторы), пока непоявились ртутные выпрямители. Первые работы о вентильных свойствахртутной дуги относятся к 1882 г. (в этом году немецкий исследователь Л. Аронсизобрёл ртутную лампу – игнитрон – которая была запатентована в 1902 г. американцем С. Хьюитом). В 1908 г.
Л. Хьюитом был изобретён низковольтныйртутный выпрямитель (рисунок 1.3).В России одним из пионеров создания ртутных выпрямителей, предназначенных для электропитания анодов электронных ламп радиотелефонных передатчиков, стал В.П. Вологдин.Ртутные вентили применялись в мощных выпрямительных устройствах,электроприводах, электросварочных устройствах, тяговых и выпрямительныхподстанциях и т.
д. со средней силой тока в сотни ампер и выпрямленным напряжением до 5 кВ. В настоящее время они так же находят применение (рисунок 1.4).В 1906 г. английский учёный Д. Флеминг разработал первый электронный прибор – двухэлектродную лампу (диод) с односторонней проводимостью(вентильными свойствами), которая была применена в выпрямителях. В дальнейшем появились газоразрядные вентили с накаленным катодом (газотроны итиратроны).Много ценного внесли русские учёные в теорию и расчёт выпрямителей.Это, например, работа А.Л. Гершуна (1901 г.) и докторская диссертация12Электропитание РЭАГлава 1Н.Д. Папалекси (1912 г.), в которой рассмотрено действие индуктивностей ванодной и катодной цепях вентилей.Рисунок 1.3 – Советский ртутный выпрямитель СЗРВ (середина 1950-х гг.)Рисунок 1.4 – Современные ртутные выпрямители (игнитроны)В 1901 г.
В.Ф. Миткевич предложил схему трёхфазного выпрямителя сосреднейточкойвовторичнойобмоткетрансформатора.В1906г.П. Павловский получил первый патент на полупроводниковый (сульфидный)13Электропитание РЭАГлава 1диод. В 1921 г. (патент от 1924 г.) В.П. Вологдин предложил каскадную схемувыпрямления, известную под названием "схема Вологдина".Выпрямление трёхфазного напряжения – один из наиболее широко распространённых на практике видов преобразования параметров электроэнергии.Наиболее известное и часто используемое техническое решение этой задачи –трёхфазная мостовая схема выпрямления, предложенная в 1923 г. А.Н.
Ларионовым.Б.П. Асеев (1930 г.) и Г.С. Цыкин (1936 г.) создали общий метод инженерного расчёта кенотронного выпрямителя, работающего на нагрузку с ёмкостной реакцией. Его усовершенствовали Б.П. Терентьев, А.М. Утевский,К.Б. Мазель. Фундаментальные работы по инженерному расчёту селеновых выпрямителей выполнил В.Г. Комар.До конца 1920-х гг. кенотроны были основными приборами силовойэлектроники (рисунок 1.5). В 1930-х гг. они были заменены более эффективными ртутными лампами. Однако эти лампы имели ряд недостатков. Во-первых,они сильно нагревались и передавали тепло другим приборам. Во-вторых, имели ограниченную надёжность (время наработки на отказ несколько тысяч часов).
В-третьих, они занимали много места.Рисунок 1.5 – Кенотрон 2Ц2С (1946 г.)14Электропитание РЭАГлава 1Преодоление всех недостатков вакуумных ламп стало возможным благодаря проявлению полупроводниковых приборов. Когда и где именно началсяпуть к полупроводниковым приборам, сказать не просто. Их конкретному созданию предшествовал длительный и весьма насыщенный период исследованийв области электроники, научных экспериментов и разработок во многих странах, в том числе и в СССР.Одной из первых заинтересовавших экспериментаторов проблем сталаодносторонняя проводимость в точке соприкосновения металлической пружины и кристаллов полупроводника: требовалось понять причины этого явления.Так, советский инженер О.В.
Лосев, экспериментировавший в 1922 г. со слаботочной техникой, открыл явление возникновения электромагнитных колебанийи эффект их усиления в полупроводниковом кристаллическом детекторе. Такимобразом им был построен первый в мире детекторный полупроводниковыйприёмник, способный усиливать электромагнитные колебания – "кристадин"(рисунок 1.6а).С 1934 по 1938 гг. в Ленинградском физико-техническом институте подруководством академика А.И.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
