Начальный период развития теоретической и промышленной электротехники
Развитие теоретической электротехники
В связи с возникшим интересом к цепям переменного тока начала интенсивно развиваться теория электрических цепей. Немецкий физик Герман Людвиг ФердинандГельмгольц, английский физик Джеймс Клерк Максвелл, немецкий математик Карл ГотфридНейман устанавливают математические связи между мгновенными значениями тока и напряжения, получают дифференциальную форму уравнений цепей. Английский физик Уильям Томсон (за научные заслуги получил титул лорда Кельвина) применяет гармонический анализ Фурье для несинусоидального тока. Анализ выявляет вредную роль высших гармоник, доказана необходимость принятия специальных мер для получения в генераторах ЭДС синусоидальной формы. В 1887 г. Гизберт Капп (профессор Бирмингемского университета) вывел формулу трансформаторной ЭДС 
, которую теперь знает любой электрик. В 1889 году профессор Гринвичского морского училища Томас Блекселей предложил изображать синусоидальную величину в виде вектора. Метод векторных диаграмм позволил наглядно представить процессы в цепях гармонического тока, он позволил распространить закон Ома на цепи, содержащие резисторы, индуктивности, емкости, находящиеся под воздействием гармонических напряжений.
Русский ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский доказал, что магнитный поток в магнитопроводе катушки, включенной в цепь переменного тока определяется напряжением (частота и число витков заданы) и не зависит от магнитного сопротивления. При изменении магнитного сопротивления меняется только намагничивающий ток. Если магнитный поток меняется синусоидально, то ЭДС (и напряжение) тоже синусоидальны, причем ЭДС и магнитный поток различаются по фазе на 900. Доливо-Добровольский ввел понятия активной и реактивной составляющих тока. В электромеханическом преобразовании энергии участвует только активный ток, поэтому Доливо-Добровольский назвал их ваттный и безваттный токи.
|
|
|
Метод векторных диаграмм позволил исследовать поведение электрической цепи при изменении одного из параметров. Так появились линейные и круговые диаграммы (метод геометрических мест). Особенно продуктивным он оказался для иеории электрических машин.
Логическим завершением общей теории цепей переменного тока явилась идея поместить векторную диаграмму на комплексную плоскость. Тригонометрические операции над векторными изображениями синусоидальных функций времени заменялись алгебраическими операциями над комплексными числами. Большая заслуга в широком применении комплексного ("символического метода") принадлежит известному американскому электротехнику Чарльсу Протеусу Штейнмецу. В 1901 году он выпустил фундаментальный труд "Теоретические основы электротехники", создав базовую дисциплину электротехники.
|
|
|
Известен и другой символический метод, в котором любое аналитически выраженное воздействие заменяется его операторным изображением. Его предложил английский физик Оливер Хевисайд для решения задач о переходных процессах. Операционное исчисление основано на преобразовании Лапласа.
Началась подготовка научных и инженерных кадров электротехников. В России инженеров по электротехнике готовило Главное инженерное училище военного ведомства. В 1884 году электротехническая специальность появилась в Петербургском технологическом институте, а в 1891 году на базе Телеграфного училища открыт Петербургский электротехнический институт. В Петербургском политехническом институте (открыт в 1902 г.) читал курс "Теория электрических и магнитных явлений Владимир Федорович Миткевич, а в Московском высшем техническом училище курсы "Теория переменных токов" и "Электрические измерения" читал Карл Адольфович Круг. Они являются основателями петербургской и московской электротехнических школ.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 251; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!