Начало практического применения электроэнергетики.

Гальванопластика. Одним из первых практических применений электричества

была металлизация - осаждение тонкого слоя металла на поверхность

изделия с помощью электрического тока.

Эту идею высказал в середине XVIII века М.В. Ломоносов, а применил

практически через 100 лет, в 1847 г., Б.С. Якоби (1801-1874). С тех пор

гальванопластика стала широко внедряться в промышленность. Б.С.Якоби,

талантливый инженер и ученый, физик, электротехник, изобрел и создал

электрический двигатель с вращательным движением, создал

гальванотехнику, несколько типов электромагнитных телеграфов, применил

электричество в минном деле и др.

Электрическое освещение - первое массовое энергетическое применение

электрической энергии - сыграло исключительно важную роль в становлении

электроэнергетики и превращении электротехники в самостоятельную отрасль

техники. Электрическое освещение явилось одной из первых областей

применения электричества после гальванопластики.

У истоков освещения с помощью электричества стоял Василий Владимирович

Петров (1761-1834), профессор медицинско-хирургической Академии в

Петербурге. Он был преемником и продолжателем трудов М.В. Ломоносова.

Исследуя световые явления, вызываемые электрическим током, В.В.Петров

сделал свое знаменитое открытие - электрическую дугу, сопровождающуюся

появлением яркого свечения и высокой температуры. Это произошло в 1802

г. и имело огромное историческое значение. Наблюдения и анализ Петровым

свойств электрической дуги легли в основу создания электродуговых ламп,

ламп накаливания, электросварки металлов и многого другого.

В 1803 г. В.В. Петров первым в мире показал возможность применения

электротока (электродуги) в металлургии. Петров исследовал

электропроводимость различных жидких и твердых тел, высказал мысль о

возможности разложения воды электрическим током, открыл реакцию

окисления и восстановления металлов, открыл принцип аккумулирования

электричества.

В 1875 г. Павел Николаевич Яблочков (1847-1894) (рис. 31), создает

электрическую свечу, состоящую из двух угольных стержней, расположенных

вертикально и параллельно друг другу, между которыми проложена изоляция

из каолина (глины). Чтобы горение (свечение) было более продолжительным,

на одном подсвечнике помещалось четыре свечи, которые горели

последовательно (во времени).

В 1876 г. свеча П.Н. Яблочкова получила признание за границей; он

становится миллионером. Улицы Парижа, театры Лондона стали освещаться

«русским светом». Только после этого свечи Яблочкова стали внедряться в

России.

Александр Николаевич Лодыгин (1847-1923) (рис. 32), в 1872 г. предложил

вместо угольных электродов в свече Яблочкова использовать нить

накаливания (сначала уголь ную, а затем из тугоплавкого металла),

которая при протекании электрического тока ярко светилась. Это было

безопасное для людей, яркое и дешевое освещение посредством электричества.

А.Н. Лодыгин писал, что электрический свет должен быть единственным

искусственным светом как по своей силе и ровности, так и по безопасности

и дешевизне.

Список изобретений А.Н. Лодыгина очень велик. В него входят

электрические индукционные печи и печи сопротивления, сварочные

аппараты, аккумуляторы, электрические приборы, извлечение из руд

талюминия и других металлов, электровертолет, скафандр и многое, многое

другое.

Дмитрий Александрович Лачинов (1842-1902) изобрел много различных

приборов: регулятор напряжения, оптический динамо-метр, способ

центробежной отливки рефлекторов. В 1880 г. Д.А. Лачинов написал книгу

“Электромеханическая работа”, которая содержала исследование работы

электрических машин; в ней было приведено математическое доказательство,

что на большие расстояния может передаваться любое количество

электроэнергии путем увеличения электрического напряжения.

Вопрос передачи электрической энергии по проводам на большие расстояния

поставил впервые в 1760 году М.В. Ломоносов; Д.А. Лачинов и М. Депре

провели теоретические разработки электропередачи; Ф.А. Пироцкий и Фонтен

впервые осуществили передачу с помощью изолированных проводов и

используя обычные рельсовые пути.

Томас Эдисон (1847-1931) (рис. 33), талантливый американский

инженер-электротехник, изобретатель, который свои идеи и идеи других

быстро претворял в жизнь. Им была усовершенствована лампа накаливания

Лодыгина (откачал из баллона лампочки воздух, придумал цоколь с винтовой

нарезкой и т. п.); заводы Эдисона стали выпускать лампы накаливания

миллионами штук во всем мире.

Александр Ильич Шпаковский (1823-1881) создает в 70-х годах XIX в.

дуговую лампу с электромагнитным и механическим регулированием, а в 1864

году создает первый автоматический регулятор давления пара прямого действия.

Владимир Николаевич Чиколев (1845-1898) (рис. 34), создает регулятор для

стабилизации горения электрической дуги. Он же применил систему

дробления света дуги, раздробив свет дуговой лампы в 3000 свечей на 60

источников света с помощью системы линз, зеркал и трубок с отражающими

внутренними стенками - световодами. С помощью такого устройства был

освещен Охтинский пороховой завод. В.Н.Чиколев усовершенствовал

прожекторы, применив кольцеобразные стекла и зеркала. Он является

основоположиком отечественной светотехники, применения фотографии для

определения скорости полета снарядов и многого другого. Принимал

активное участие в создании первых электростанций.

Николай Николаевич Бенардос (1842-1905) применил электрическую дугу для

сварки металлических листов, резки металлов, отверстий. Разработал

технологии сварки в среде защитных газов и точечной сварки.

Николай Гаврилович Славянов (1854-1897) (рис. 35), создал конструкции

электрических машин и аппаратов, динамомашин и регуляторов электрической

дуги. Использовал электрод и как средство для создания электрической

дуги, и как носитель металла для создания шва при сваривании листов или

деталей. Он же применил электроподогрев металлических отливок для

равномерного остывания по всему объему.

Н.Н.Бенардос и Н.Г.Славянов использовали открытие В.В.Петрова по

плавлению и свариванию металлов в электрической дуге. Один из первых

русских профессоров электротехники Михаил Андреевич Шателен писал:

«Первая половина XIX в. была особенно богата результатами изучения

электрического тока: была открыта электрическая дуга (В.В. Петров), были

открыты термоэлектрические явления (Т. Зеебек, Ж. Пельтье); найден закон

тепловых действий тока (закон Джоуля-Ленца), были определены законы

химического действия тока (законы М. Фарадея), были установлены законы

Г.Ома и Г. Кирхгофа, внесшие большую ясность в понимание явлений тока;

были обнаружены свойства тока намагничивать железо и действовать на

магниты; были найдены законы взаимодействия токов между собой и тока с

магнитами; были открыты законы электромагнитной индукции».

С открытием вольтова столба ток стали применять для различных

практических целей: для освещения, для нагрева, для разложения сложных

химических веществ, для металлических покрытий и получения металлических

оттисков (гальванопластика академика Б.С. Якоби), для целей связи (П.Л.

Шиллинг, Б.С. Якоби), для двигателей (Э.Х. Ленц, Б.С. Якоби) и др.

Со временем вольтов появились другие источники электричества:

гальванические, термоэлементы, динамо-машины, электрогенераторы.

Кроме постоянного тока появился однофазный переменный ток, получавшийся

от электромагнитных генераторов, а позже - и трех-фазный ток (М.О.

Доливо-Добровольский).

По мере развития электроэнергетики, внедрения ее в промышленность,

транспорт, быт возникла потребность накопления электроэнергии. В.В.

Петров в начале XIX в. создает предпосылки для создания аккумуляторов,

проводит эксперименты.

В 1886 г. М. Депре создает буферную аккумуляторную батарею.

В 1984 г. были созданы серно-натриевые аккумуляторы, намного превышающие

по технико-экономическим показателям свинцовокислотные.

Г. Планте создает свинцовый аккумулятор в 1859 г. К. Фор конструирует

свинцово-кислотный аккумулятор в 1880 г. А.Н. Лодыгин разрабатывает

теорию аккумулирования электричества для проектируемого электровертолета.

Аккумулирование электрической энергии необходимо для работы автономного

транспорта - электромобилей, электровертолетов, подводных лодок; для

накопления энергии в периоды её низкого потребления и выдачи её во время

пиковых нагрузок и в других случаях.

Электрическое освещение - первое массовое энергетическое применение электрической энергии - сыграло исключительно важную роль в становлении электроэнергетики и превращении электротехники в самостоятельную отрасль техники.

В течение первой половины XIX в. господствующее положение занимало газовое освещение, имевшее существенное преимущество перед лампами с жидким горючим : централизация снабжения установок светильным газом; сравнительная его дешевизна; простота газовых горелок и их обслуживания.

Но по мере развития производства, роста городов, строительства крупных производственных зданий, гостиниц, магазинов и прочих помещений оно все менее удовлетворяло требованиям практики, так как было опасно в пожарном отношении, вредно для здоровья, а сила света отдельной горелки была мала.

Особенно эти недостатки стали сказываться на крупных предприятиях с большим числом рабочих, занятых на производстве 12-14 часов в сутки, вызывая резкое снижение производительности труда.

От указанных недостатков было свободно электрическое освещение. Конструирование источников электрического освещения шло в двух направлениях: использование электрической дуги (дуговые лампы) и явления накаливания проволоки током (лампы накаливания).

В ходе разработки дуговых ламп возникла задача регулирования расстояния между электродами. Поэтому вся история дуговых ламп представляет собой по существу разработку конструкций различных регуляторов.

Дальнейший прогресс электроосвещения был связан с изобретением лампы накаливания, которая оказалась более удобным источником света, имеющим лучшие экономические и световые показатели.

В 1870-75 гг. А.Н. Лодыгин разработал несколько типов ламп накаливания. В первых конструкциях в качестве тела накаливания применялся ретортный уголь, помещавшийся в стеклянный баллон. Для увеличения времени горения затем было предложено ставить несколько стерженьков.

Эдисон, ознакомившись с лампой Лодыгина, также заинтересовался проблемой электроосвещения. В 1879 г. им была предложена конструкция с угольной нитью и винтовым цоколем. Он же разработал основные виды электроустановочных материалов, необходимых для устройства и монтажа освещения лампами накаливания.

В 1893 - 94 гг. Лодыгин запатентовал лампы накаливания с нитями из тугоплавких металлов, в том числе и с вольфрамовой нитью.

В 70-80-х годах XIX века процесс производства электроэнергии еще не был отделен от процесса ее потребления. Электростанции, обеспечивающие электроэнергией ограниченное число потребителей, назывались блок-станциями.1

В связи с трудностями регулирования системы дугового освещения на первых порах строились специализированные блок-станции : одни для дуговых ламп; другие для ламп накаливания.

Развитие первых электростанций было сопряжено с преодолением трудностей не только научно-технического, но и волюнтаристского и конъюнктурного характера. Так, городские власти запрещали сооружение воздушных линий, опасаясь за внешний вид города. Газовые компании всячески подчеркивали действительные и мнимые недостатки нового рода освещения.

Начало современного этапа в развитии электротехники относится к 90-м годам XIX века, когда была решена комплексная энергетическая проблема, соединившая в себе технические основы электропередачи и электропривода.

Это решение было найдено в применении многофазных цепей, из которых многолетняя практика сделала выбор в пользу цепей 3-х фазных.

Наиболее интересными и новыми элементами 3-х фазной системы явились электродвигатели."Героический" период электротехники завершился на рубеже XIX и XX столетий.

Все основные технические устройства, предназначенные для производства, распределения и использования электрической энергии, были предложены и доведены до промышленного применения.

Потребность в производстве больших количеств электроэнергии оказала влияние на всю первичную энергетику: теплоэнергетику и гидроэнергетику.

Коренные усовершенствования и в той, и в другой области первичной энергетики были тогда уже, главным образом, связаны не с непосредственным использованием в промышленности тепла и энергии воды, а с созданием первичных двигателей электростанций.

Правда, несколько позднее тепловые электростанции стали рассматриваться как фабрики по производству электрической и тепловой энергии на равных началах (так называемые теплоэлектроцентрали - ТЭЦ).

Для проведения проводов и кабелей необходимы были люди, которые бы разбирались в электричестве. Так появилась профессия электрика. Однако с появлением все более разных электрических приборов, усложнением электротехники профессия разветвляется на множество специальностей: электромонтажник, электромеханик по ремонту оборудования (в зависимости от специализации), электромонтер, техник-электрик, электрослесарь и др. На сегодняшний день существует несколько десятков специальностей электрика.

Поиск по сайту: