Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей (4-е изд., 1975) (1152146), страница 2
Текст из файла (страница 2)
П. Н. Яблочков. Переменный ток обеспечил равномерность сгорания углей в свече Яблочкова и позволил легко осуществить питание многих ламп от одного источника электрической энергии. Расширение по т ребления электрической энергии выдвинуло проблему передачи ее на значпгельные расстояния. Решение этой проблемы требовало применения различных напряжений для передачи н распределения электрической энергии. Эта задача была решена для переменного тока при помощи трансформа~оров, изобретенных также П. Н.
Яблочковым. Переменный ток получил всеобщее признание и широчайшее применение в электроэнергетике благодаря изобретениям русского инженера и ученого М. О. Доливо-Добровольского. Им была разрабозана !рехфазная сийтема, получившая повсеьгестное распростра- пение. В 1889 г. он построил первый трехфазный двигатель, разработал все остальные звенья трехфазной цепи и в !891 г. осуществил передачу электрической энергии трехфазным током на расстояние 175 км. Применение переменного тока потребовало решения многих теоретических вопросов и практических задач, что послужило основанием для разработки целой области теоретических основ электротехники, получившей в начале ХХ столетия название теории переменных чоков.
Особенно шачительным в развитии переменных токов было введение американским инженером Ч. П. Штейнметцем метода компл«ксных величин для расчетов цепей. Наряду с необходимостшо решения теоретических задач, относящихся к электрическим и магнитным цепям, практическая электротехника поставила задачи по расчету электромагнитных полей. Конструирование электрических машин и электромагнитных аппаратов потребовало расчета магнитных полей; создание надежной изоляции токоведущих частей выдвинуло задачу расчета электрических полей. Учет распределения переменного тока по сечению проводов потребзвал решения задач по расчету электромагнитного поля. В 1873 г.
английский ученый Д. К. Максвелл в классическом труд «Трактат об электричестве и магнетизме» изложил в математической форме основы теории электромагнитного поля, представляющей расширение и дальнейшее развитие идей Фарадея о физической реальности электромагнитного поля. Экспериментальное подтверждение и развитие теории электромагнитного поля, разработанной Максвеллом, было осуществлено немецким физиком Г. Герцем в 1887 — 1889 гг, в его опытах по получению и передаче электромагнитных волн, а также в работах русского физика П. Н. Лебедева, доказавшего наличие давления световых волн.
В 1895 г. А. С. Попов изобрел радиосвязь, открывшую новую эру в культурной жизни человечества. Развитие радиотехники послужило мощным толчком к разработке как теории электрических цепей, так и теории электромагнитного поля. В 1904 г. в Петербургском политехническом институте проф. В.
Ф. Миткевич начал читагь курс «Теория электрических и магнитных явлений». В 1905 г, в Московском высшем техническом училище проф. К. А. Круг начал читать курс «Теория переменных токов», который был издан в 1906 г. Первой книгой в России, охватывающей основные вопросы курса теоретических основ электротехники, явилась напечатанная в 19!6 г. книга К.
А. Круга «Основы электротехники». Следовательно, в развитии электротехники можно отметить второй этап !1880 †19 гг.), когда формировалась самостоятельная дисциплина «Теоретические основы электротехники». Несмотря на работы выдающихся русских ученых и изобретателей, внесших крупнейший вклад в мировую электротехнику, элек— трочех»шчаская -промышленность -России-всладстние-ее экоиомиче ской отсталости в дореволюционное время не получила должного развития. Лишь поспе Великой Октябрьской социалистической револ|оцин ваша страна под руководством Коммунистической партии н Совегского правительства создала мощную электротехническую промышленность, которая позволила отказаться от импорта электротехнического оборудования.
После успешного перевыполнения плана ГОЭЛРО применение электричества в годы довоенных и послевоенных пятилеток достигло огромного размаха во всех областях народного хозяйства. В настоящее время продолжаются гигантские работы по строительству величайших в мире электрических станций. Создаются невиданные по размерам и техническим данным машины. Широко внедряется автоматизация во все технологические процессы. Во всех областях народного хозяйства применяется новейшая техника. Выполнение таких грандиозных задач возможно только прн наличии глубокой теоретической базы, стоящей на высоком научном уровне, Во всех современных электротехнйческих устройствах, предназначенных для различных технических целей, происходят те или иные энергетические преобразования.
Электрические генераторы и двигатели служат для взаимного преобразования механической и электрической энергии. При помощи трансформаторов электрическая энергия одного напряжения преобразуется в электрическую энергию другого напряжения. В электрической лампе происходит процесс преобразования электрической энергии в световую. Во многих электротехнических устройствах электрическая энергия перераспределяется между отдельными элементами этих устройств.
Для канализации электрической энергии в заданных направлениях широко применяются проводниковые материалы с высокой удельной проводимостью, которые без значительных потерь электрической энергии проводят электрический ток. Концентрации энергии и уменьшения объема электрического поля обычно добиваются при помощи конденсаторов, заполненных диэлектриком с высокой диэлектрической проницаемостью. Для концентрации энергии и уменьшения объема магнитного поля, как правило, пользуются ферромагнитными материалами с высокой магнитной проницаемостью. Применение указанных материалов для концентрации электромагнитной энергии в очень малых объемах позволяет во многих случаях исследовать протекающие в них физические процессы при помощи известных интегральных понятий; электрического тока, напряжения, э.
д. с., магнитного потока, магннтодвижущей силы и т. и. Исследования электромагнитных явлений и процессов, протекающих при различных энергетических преобразованиях в электрс.-- технических устройствах, привели, начиная с 20-х годов текущего столетия, к стремительному развитию курса теоретических основ электротехники. В частности, чрезвычайно широкое развитие получили общие вопросы теории электрических цепей, имеющие большое значение почти для всех прикладных отраслей электротехники, Предметом курса «Теоретические основы электротехники» является изучение как с качественной, так и с количественной стороны электромагнитных явлений и процессов, происходящих в различных электротехнических устройствах. Курс теоретических основ электротехники дает учащемуся по возможности в достаточно общей форме знание качественных и количестненных соотношений для электромагнитных явлений и процессов и намечает основные пути для решения задач, которые ставят специальные электротехнические дисциплины.
Качественные и количественные стороны исследуемых электромагнитных явлений и процессов находятся в неразрывной связи. Поэтому изучение курса теоретических основ электротехники в высшей школе основывается на знаниях, полученных из курсов физики и математики. Эти знания в курсе теоретических основ электротехники расширяются и развиваются в направлении разработки методов анализа, расчста и экспериментального исследования явлений и процессов, протекающих в электрических и магнитных цепях и в электромагнитных полях. В практической деятельности инженера основная трудность часто возникает на стадии составления математической модели для исследуемой электротехнической установки, поскольку одна и та >ке установка может иметь разные математические описания в зависимости от задачи исследования. Так, резко различными могут быть математические модели, применяемые для анализа работы изоляции электрической установки и оценки экономичности ее рабочих режимов.
В значительной мере выбор подходящей математической модели связан с требуемой степенью точности выполнения исследований и расчетов. Прн этом понятие «точность» приходится считать в известной мере условным; оно более определенным оказывается при уже выбранной модели, с которой связано соответствующее математическое описание исследуемых процессов и явлений. Только при наличии уравнений можно говорить о точности их решения. Существенно подчеркнуть, что теория электромагнитного поля оперирует с дифференциальными понятиями, которыми являются напряженности электрического и магнитного полей, индукция магнитного поля, плотность тока, плотность энергии и т.
п. Эти величины относятся к отдельным точкам среды или к конструктивным деталям; они могут быть как постоянными, так и переменными во времени. Для исследования процессов н получения необходимых представлений часто пользуются картиной поля, Наряду с этим значительное число электротехнических задач, как это уже отмечено, решается при помощи интегральных поня ~ни, к которым относятся, ндпряткеипе, х д.— с-;-якч рпческий-нжг-мнг-- нитный поток, мощность, энергия, сопротивление, емкость, индуктивность и т и. При этом следуег иметь в виду, что интегральные величины являются не меаее обоснованными и показательяымн, чем дифференциальные.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
