ИЭ


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
1))

Электротехника



область

техники
, связанная с получением, распределением, преобразованием и
использованием

электрической энергии
. А также


c разработкой, эксплуатацией и
оптимизацией

электронных компонентов

,

электронных схем

и устройств, оборудования и

технических
систем
.
[1]

Под электротехникой также понимают

техническую науку
, которая изучает применение
электрических и магнитных явлений для практического использования.
[2]

[3]

Электротехника выделилась в
самостоятельную науку из физики в конце XIX века. В нас
тоящее время электротехника как наука включает в
себя следующие научные специальности (отрасли науки)
[4]
:

электромеханика
,

ТОЭ
,

светотехника
, силовая
электроника. Кроме того, к отраслям электротехники часто относят

энергетику
[2]
, хотя легитимная
классификация

[4]

рассматривает энергетику как отдельную техническую науку.Основное отличие
электротехники от слаботочной электрони
ки заключается в том, что электротехника изучает проблемы,
связанные с силовыми крупногабаритными электронными компонентами: линии электропередачи,
электрические приводы,в то время как в электронике основными компонентами являются компьютеры и
интегральные

схемы
[5]
. В другом смысле, в электротехнике основной задачей является передача
электрической энергии, а в электронике


информации.

В

развитии
электротехники условно можно выделить следующие шесть этапов.

1. Становление электростатики (до 1800 г.)

К этому периоду относятся первые наблюдения электрических и магнитных явлений, создание первых
электростатических машин и приборов, исследования атмосф
ерного электричества, разработка первых
теорий электричества, установление закона Кулона, зарождение электромедицины.

2. Закладка фундамента электротехники, ее научных основ {1800


1830 гг.)

Начало этого периода ознаменовано созданием «вольтова столба»


первого электрохимического
генератора, а вслед за ним «огромной наипаче батареи» В. В. Петрова, с помощью которой им была
получена электрическая дуга и сделано много новых открытий. Важнейшими достижениями этого периода
является открытие основных свойств э
лектрического тока, законов Ампера, Био
-

Савара, Ома, создание
прообраза электродвигателя, первого индикатора электрического тока (мультипликатора), установление
связей между электрическими и магнитными явлениями.

3. Зарождение электротехники (1830

1870 г
г.)

Самым знаменательным событием этого периода явилось открытие М. Фарадеем явления электромагнитной
индукции, создание первого электромашинного генератора. Разрабатываются разнообразные конструкции
электрических машин и приборов, формулируются законы Лен
ца и Кирхгофа, создаются первые источники
электрического освещения, первые электроавтоматические приборы, зарождается электроизмерительная
техника. Однако широкое практическое применение электрической энергии было невозможно из
-
за
отсутствия экономичного э
лектрического генератора.

4. Становление электротехники как самостоятельной отрасти техники
(1870

1890 гг.)

Создание первого измышленного электромашинного генератора с самовозбуждением (динамомашины)
открывает новый этап в развитии электротехники, которая
становится самостоятельной отраслью техники.

В связи с развитием промышленности, ростом городов возникает острая потребность в электрическом
освещении, начинается строительство «домовых» электрических станций, вырабатывающих постоянный ток.
Электрическая э
нергия становится товаром, и все более остро ощущается необходимость централизованного
производства и экономичной передачи электроэнергии на значительные расстояния. Решить эту проблему на
базе постоянного тока было нельзя из
-
за невозможности трансформации

постоянного тока.

Дальнейшее развитие электрического освещения способствовало совершенствованию электрических машин
и трансформаторов; в середине 80
-
х гг. началось серийное производство однофазных трансформаторов с
замкнутой магнитной системой (М. Дери, О
. Блати, К. Циперновский).

Идея П. Н. Яблочкова о централизованном производстве и распределении электроэнергии претворяется в
жизнь, начинается строительство центральных электростанций переменного тока. Однако развивающееся
производство требовало комплексн
ого решения сложнейшей научно
-
технической проблемы: экономичной
передачи электроэнергии на дальние расстояния и создания экономичного и надежного электрического
двигателя, удовлетворяющего требованиям промышленного электропривода. Эта проблема была успешно

решена на основе многофазных, в частности трехфазных систем.

5. Становление и развитие электрификации (с 1891 г.)

Важнейшей предпосылкой разработки трехфазных систем явилось открытие (1888 г.) явления
вращающегося магнитного поля. Первые многофазные двига
тели были двухфазными.

Трехфазная система оказалась наиболее рациональной, так как имела ряд преимуществ как перед
однофазными цепями, так и перед другими многофазными системами. В разработку трехфазных систем
большой вклад сделали ученые и инженеры разных

стран. Но как будет показано далее, наибольшая заслуга
принадлежит М. О. Доливо
-
Добровольскому, сумевшему придать своим работам практический характер,
создавшему трехфазные синхронные генераторы и асинхронные двигатели, трансформаторы.

Широкое применение
переменного тока потребовало теоретического осмысления и математического
описания физических процессов, происходящих в электрических машинах, линиях электропередач,
трансформаторах. Расширяются исследования явлений в цепях переменного тока с помощью вектор
ных и
круговых диаграмм.

Огромную прогрессивную роль в анализе процессов в цепях сыграл комплексный метод, предложенный в
1893

1897 гг. Ч. П. Штейнмецом.

С развитием крупных энергосистем и увеличением дальности электропередач возникла серьезная научно
-
техн
ическая проблема обеспечения устойчивости параллельной работы генераторов электростанции,
которая была решена отечественными и зарубежными учеными. Теоретические основы электротехники
становятся базой учебных дисциплин в вузах и фундаментом научных исследо
ваний в области
электротехники.

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

Рост потребности в постоянном токе (электрохимия, электротранспорт и др.) вызвал необходимость в
развитии преобразовательной техники, что привело к зарождению, а з
атем бурному развитию
промышленной электроники.

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.

2))
Первые наблюдения магнитных и электрических явлений

относятся к глубокой
древности.

О таинственных способностях магнита притягивать железные предметы упоминается в
старинных летописях и легендах, дошедших до нас из Азии (Индии и Китая), Древней Греции и Рима.

Происхождение слова «магнит» древние ученые объясняют по
-
разному. По утверждени
ю древнегреческого
философа Платона (427

347 гг. до н.э.) слово «магнит» происходит от названия древнегреческой
провинции Магнезии, жителей которой называли «магне
-
тами», а камни из Магнезии


магнитами. А
известный римский писатель и ученый Плиний (29

73
гг. до н.э.) в своей 37
-
томной «Естественной
истории» ссылается на легенду о пастухе Магнесе, пасшем стада у подножия горы на о. Крите, близ которой
были разбросаны загадочные черные камни, притягивавшие железные гвозди его сандалий и железный
наконечник п
осоха. В честь Магнеса эти камни будто бы назвали магнитами, а само явление притяжения


магнетизмом.

И еще одно любопытное явление не осталось незамеченным древними народами, жившими на побережье
Средиземного моря и в бассейне р. Нила. Речь идет об «элект
рических» рыбах



скате и соме. Греки их
называли «наркэ», что означает «парализующий». При соприкосновении с этими рыбами, имеющими
электрические органы, человек испытывал сильные удары. Известно, что в I веке н.э. римские врачи
использовали электрический

скат для лечения подагры, головной боли и других болезней.

И, конечно, древние народы наблюдали грозные раскаты грома и яркие вспышки молний, внушавшие им
естественный страх, но ни одному из мудрецов тех времен не могла прийти в голову мысль о том, что и
притяжения натертого янтаря, и удары электрических рыб, и явления грозы в атмосфере имеют одну и ту же
природу.

Упадок античной культуры заметно отразился и на изучении электрических и магнитных явлений. Из
многочисленных источников следует, что практическ
и до 1600 г. не было сделано не одного открытия в
области электрических явлений, а в области магнетизма лишь описаны способы использования
мореплавателями компаса (арабами в IX, а европейцами в XI в.).

В XIII в. ученым удалось установить ряд свойств магнит
а: существование разноименных полюсов и их
взаимодействие; распространение магнитного действия через различные тела (бумагу, дерево и др.); были
описаны способы изготовления магнитных стрелок, а французский ученый Пьер Перегрин (1541

1616 гг.)
впервые снаб
дил компас градуированной шкалой.

Первые сведения об магнитных явлениях были известны уже в древности
. Древним ученым было известно
свойство натертого янтаря притягивать легкие предметы. Само слово «электричество» происходит от
греческого слова «электрон»,

что значит янтарь. Древние греки также знали, что существует особый
минерал

железная руда (магнитный железняк), способный притягивать железные предметы. Залежи этого
минерала находились возле греческого города Магнесии, названию которого и обязано происхо
ждение слова
«магнит». В древности не исследовали ни электрические, ни магнитные явления. Объясняли же их в
организмическом духе. Так, например, магнит уподоблялся живому существу. Магнит имеет душу, говорили
некоторые, которая и обусловливает свойство при
тягивать железо. Но уже тогда атомисты магнитные
явления объясняли материалистически. Так, Лукреций Кар в своей поэме «О природе вещей» объяснял
действие магнита существованием потоков мельчайших атомов, вытекающих из него.



Постепенное изучение магнитных

явлений приобрело практическое значение. Уже в XII в. в Европе был
известен компас.


3))
Происхождение слова ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
, совокупность явлений, обусловленных
существованием, движением и взаимодействием заряженных тел или частиц
-

носителей электрических
зарядов. Связь электричества и магнетизма Взаимодействие неподвижных электрических зарядов
осуществляется посредством электростатического поля. Движущиеся заряды (электрический ток) наряду с
электрическим полем возбуждают и магнитное поле, то есть порождаю
т электромагнитное поле,
посредством которого осуществляются электромагнитные взаимодействия. Таким образом, электричество
неразрывно связано с магнетизмом. Электромагнитные явления описываются классической
электродинамикой, в основе которой лежат уравнени
я Максвелла. Происхождение терминов "электричество"
и "магнетизм"Простейшие электрические и магнитные явления известны с глубокой древности. Близ города
Магнесия в Малой Азии были найдены удивительные камни (по месту нахождения их назвали магнитными,
или м
агнитами), которые притягивали железо. Кроме того, древние греки обнаружили, что кусочек янтаря
(греч. elektron, электрон), потертый о шерсть, мог поднять маленькие клочки папируса. Именно словам
"магнит" и "электрон" обязаны своим происхождением термины "
магнетизм", "электричество
" и
производные от них.

Явление магнетизма известно людям очень давно. Свое название оно получило от города
Магнетии в Малой Азии, где были обнаружены залежи магнитного железняка
-

"камня,
притягивающего железо". Первым письменным

свидетельствам знакомства человека с
магнитными свойствами некоторых материалов более двух тысяч лет. В одном из таких
источников
-

замечательной поэме "О природе вещей", написанной Титом Лукрецием Каром в I
веке до нашей эры, читаем: "Также бывает, что п
опеременно порода железа может от камня
отскакивать или к нему привлекаться."

Одно из первых практических использований магнетизма тел
-

компас.

Наши предки
заметили: продолговатый кусочек магнитного железа, подвешенный на нитке или
прикрепленный к пробке,

плавающей в воде, всегда располагается так, что один его конец
показывает на север, а другой
-

на юг. Компас был изобретен в Китае примерно за тысячу лет до
нового летосчисления; в Европе он известен с XII века. Без этого простейшего навигационного
прибор
а были бы невозможны Великие географические открытия XG
-
XGII веков. Теперь
магнетизм широко используется в науке, технике и обыденной жизни. Постоянные магниты и
электромагниты стоят в генераторах, вырабатывающих ток, и в электромоторах, его
потребляющих;
без них не может обойтись большинство транспортных средств
-

автомобиль,
троллейбус, тепловоз, самолет, корабль. Магниты облегчают нашу жизнь и развлекают нас,
служа нам в различных электробытовых приборах, а также в магнитофонах, радиолах и
всевозможных и
грушках. Наконец, магниты
-

неотъемлемая часть многих научных приборов,
начиная от небольших, располагающихся на столе исследователя, и до огромных ускорителей с
размерами, измеряемыми многими километрами. Но магнитные явления интересуют сейчас не
только и
нженеров, создающих новую технику. Эти явления изучают применительно к своей
специальности врачи, биологи, геологи, представители других профессий.




4))Первые шаги в изучении электростатических явлений.



Одним из первых, кто, познакомившись с книгой Гильберта, решил получить более сильные проявления
электрических сил, был известный изобретатель воздушного насоса магдебургский бургомистр Отто фон
Герике (1602

1686 гг.). В 1650 г. он изгото
вил шар из серы «
величиной с детскую голову, насадил его на
же
лезную ось, укрепленную на деревянном штативе (рис. 1). При помощи ручки шар мог вращаться и
натирался ладонями рук или куском сукна, прижимаемого к шару рукою. Это была
первая про
стейшая
электростатическая ма
шина
. Герике удалось заметить слабое свечение электризуемого шара в темноте и,
что особенно важно, впервые обнаружить, что пушинки, притягиваемые ша
ром, через некоторое время
отталкиваются от него


это явление ни Герике, ни многие его современники долго
не могли объяснить.




Рис.1. Электростатическая машина Герике.


Из письма известного немецкого ученого Г. В. Лейбница (1646

1716 гг.) Герике (март 1672 г.) известно,
что Лейбниц, пользуясь его машиной, наблюдал электрическую искру


это первое упоминание

об этом
загадочном явлении.


В течение первой половине XGIII в. электростатическая маши
на претерпела ряд усовершенствований: шар
из серы был заменен стеклянным (так как стекло более интенсивно электризовалось), а позднее вместо
шаров или цилиндров (котор
ые труднее было изготовить), стали применять стеклянные диски. Для
натирания использовались ко
жаные подушечки, прижимаемые к стеклу пружинками.


Важным новым элементом конструкции машины стал кондук
тор (1744 г.)


металлическая трубка,
подвешенная на шел
ковых нитях, а позднее устанавливаемая на изолирующих опорах. Кон
дуктор служил
резервуаром для сбора электрических зарядов, об
разованных при трении.


В 60
-
х гг. XGIII в. электростатическая машина приобрела ос
новные современные черты.


Стремясь получить
наибольший эффект, некоторые изобрета
тели сооружали машины огромных размеров:
так, например, в Лондоне хранится электростатическая машина с диаметром диска 2 м 27 см, причем
вращение его осуществлялось паровой машиной (1849г.).


Разнообразные эксперименты

с электростатическими машина
ми и успехи в области естествознания
вызывали значительный ин
терес к электрическим и магнитным явлениям и привели к открытию ранее
неизвестных фактов. Были обнаружены два рода электричества выявлены законы их взаимодействия,
установлена «быстрота передачи электричества». Создаются новые электри
ческие приборы, позволившие
получать и накапливать электриче
ство в больших количествах, а также измерять его интенсивность.
Начинается изучение явлений атмосферного электричества, раз
рабатываются первые теории электрических
явлений.


Первые теории электричества

Вместе с ускорившимся развитием опытного исследования электрических явлений возникают и
теории этих явлений.

В середине XGIII в. появляются

уже более содержательные теории электрических явлений. Эти
теории можно разделить на две основные группы.

Первая группа

-

это теории злектрических явлений, основанные на принципе дальнодействия.

Вторая группа

-

это теории, в основу которых положен принцип

бнизкодействия.

Остановимся сначала на развитии теории
дальнодействия,

которая получила в XGIII в. почти
всеобщее признание. Основоположниками теории дальнодействия были Франклин и
петербургский академик Эпинус.

Франклин еще в 40
-
х г. XGIII в. построил те
орию электрических явлений. Он предположил, что
существует особая электрическая материя, представляющая собой некую тонкую, невидимую
жидкость. Частицы этой материи обладают свойством отталкиваться друг от друга и
притягиваться к частицам обычной материи,
т. е. к частицам вещества, по современным
понятиям.

Электрическая материя присутствует в телах в определенных количествах, и в зтом случае ее
присутствие не обнаруживается. Но если в теле появляется избыток этой материи, то тело
электризуется положительно;

наборот, если в теле будет недостаток этой материи, то тело
электризуется отрицательно. Название (“положительное и отрицательное электричество”,
которое так и осталось в науке, принадлежит Франклину.

Электрическая материя, по Франклину, состоит из особо т
онких частиц, поэтому она может
проходить сквозь вещество. Особенно легко она проходит через проводники.

Это положение Франклин демонстрировал на опыте. Два человека стоят на смоляном диске (для
изоляции их от окружающих предметов и земли). Один человек на
тирает стеклянную трубку.
Другой касается этой трубки пальцем и извлекает искру. Оба человека теперь оказываются
наэлектризованными: один
-

отрицательным электричеством, другой
-

положительным. Но при
этом их заряды равны по абсолютной величине. После сопр
икосновения люди потеряют свои
заряды и станут электрически нейтральными.

Эпинус идет дальше, сравнивал силы тяготения и электрические силы. Он предполагает, что
силы, действующие между частицами электрической материи, “изменяются обратно
пропорционально к
вадрату расстояния. Так можно предполагать с некоторым правдоподобием,
ибо в пользу такой зависимости, по
-
видимому, говорит аналогия с другими явлениями природы”.
Эта предполагаемая аналогия и дает возможность Эпинусу построить
теорию электрическйх
явлений
.

Одной из интересных его работ было исследование электрической индукции. Эпинус показал,
что если к проводнику приблизить заряженное тело, то на проводнике появляются
электрические заряды. При этом сторона его, к которой подносят заряженное тело,
электриз
уется зарядом противоположного знака. И наоборот, на удаленной части проводника
образуется заряд того же знака, что и на поднесенном теле.

Если убрать заряженное тело, то проводник снова становится незаряженным. Но если проводник
может быть разделен на две

части в присутствии заряженного тела, то получатся два
проводника, заряженные разноименными зарядами, которые останутся и при удалении
индуцирующего заряда.

Одновременно с теорией электрических явлений, основанной на представлении о
дальнодействии
, появля
ются теории этих явлений, в основе которых лежит принцип
близкодействия.

Одним из родоначальников этой теории можно считать Ломоносова.

Ломоносов был противником теории дальнодействия. Он считал, что тело не может действовать
на другие мгновенно через пуст
ое или заполненное чем
-
либо пространство.

Он полагал, что электрическое взаимодействие передается от тела к телу через особую среду,
заполняющую все пустое пространство, в частности и пространство между частицами, из
которых состоит “весомая материя”, т. е
. вещество.

На точке зрения близкодействин в теории электричества и магнетизма стоял и другой
петербургский академик
-

Л. Эйлер. В середине XGIII в., как и Ломоносов, он выступил за
теорию близкодействия. Он предполагал существование эфира, движением и сво
йствами
которого объяснял наблюдаемые электрические явления.

Однако теоретические представления Ломоносова и Эйлера в то время не могли получить
развития. Вскоре был открыт закон Кулона. Он был по своей форме таким же, как и закон
всемирного тяготения, и,
естественно, его понимание было таким же, как и понимание закона
тяготения

.

Таким образом, закон Кулона был воспринят как доказательство теории
дальнодействия.

После открытия закона Кулона теория дапьнодействия совсем вытесняет теорию
близкодействия. И то
лько в XIX в. Фарадей возрождает теорию близкодействия. Однако ее
всеобщее признание начинается со второй половины XIX в., после экспериментального
доказательства теории Максвелла.

5)) СФзданиВ пВШвиб кПВНтШФстатидВсНиб Саеин. КФнстШЭНвин и Фпити,
пШФвФдиС
иВ пШи ВВ пФСФжи.

В 1650 г. известный изобретатель воздушного насоса магдебургский бургомистр Отто фон Герике

(1602

1686 гг.) изготовил шар из серы «величиной с детскую голову», насадил его на железную ось, укрепленную
на деревянном штативе. При помощи ручки шар мог вращаться и натирался ладонями рук или куском сукна,
прижимаемого к шару рукою. Это была первая пр
остейшая электростатическая машина.

Герике удалось заметить слабое свечение электризуемого шара в темноте и, что особенно важно, впервые
обнаружить, что пушинки, притягиваемые шаром, через некоторое время отталкиваются от него


это
явление ни Герике
, ни многие его современники долго не могли объяснить. Из письма известного немецкого
ученого Г. В. Лейбница, (1646

1716 гг.) Герике (март 1672 г.) известно, что Лейбниц, пользуясь его
машиной, наблюдал электрическую искру


это первое упоминание об этом з
агадочном явлении.

В течение первой половине XGIII в. электростатическая машина претерпела ряд усовершенствований: шар
из серы был заменен стеклянным, так как стекло более интенсивно электризовалось, а позднее вместо
шаров или цилиндров (которые труднее бы
ло изготовить и при нагревании они нередко взрывались), стали
применять стеклянные диски. Для натирания использовались кожаные подушечки, прижимаемые к стеклу
пружинками. Позднее для усиления электризации подушечки стали покрывать амальгамой.


Важным новы
м элементом конструкции машины стал кондуктор (1744 г.)


металлическая трубка,
подвешенная на шелковых нитях, а позднее устанавливаемая на изолирующих опорах. Кондуктор служил
резервуаром для сбора электрических зарядов, образованных при трении. После изо
бретения лейденской
банки они также устанавливались рядом с машиной.

06))

Разделение тел на проводники и диэлектрики.


С
текло не проводит электричества. Однако это утверждение нельзя понимать безоговорочно.
Тщательное наблюдение показывает, что через
стекло, равно как и через всякий другой диэлектрик,
могут проходить электрические заряды. Однако при одних и тех же условиях через тела,
именуемые диэлектриками, проходит за тот же срок несравненно меньший электрический заряд,
чем через проводники тех же р
азмеров и формы. Когда мы говорим, что какое
-
либо вещество
является диэлектриком, то это значит только, что при данных его применениях мы можем
пренебречь проходящими через него зарядами.


Так, например, через янтарную пробку электроскопа, несмотря на то ч
то янтарь является
наилучшим из известных диэлектриков, все же проходит некоторое количество электричества.
Однако заряд, прошедший через пробку за время эксперимента, всегда бывает ничтожно мал по
сравнению с полным зарядом электроскопа, и поэтому янтарь
является подходящим диэлектриком
для электроскопа. Совсем не то наблюдалось бы в электроскопе с изоляцией из фарфора. В этом
случае заряды, утекающие через фарфоровую пробку за время опыта, были бы сравнимы с зарядом
электроскопа, и мы увидели бы, что лист
ки электроскопа заметно опадают. Фарфор является
недостаточным диэлектриком для этих целей. Однако тот же фарфор оказывается прекрасным
материалом для технических изоляторов, так как заряд, проходящий через такой изолятор за
некоторый промежуток времени, н
ичтожно мал по сравнению с огромными зарядами,
протекающими через провода за то же время. Мы видим, что разделение на
проводники

и
диэлектрики

условно. И может даже оказаться, что одно и то же вещество в одних случаях должно
рассматриваться как диэлектрик,

а в других случаях


как проводник.


До сравнительно недавнего времени в электротехнике применялись почти исключительно либо
металлы, по которым заряд распространяется чрезвычайно легко, либо диэлектрики с очень
высокими изолирующими свойствами


такие, к
ак фарфор, стекло, эбонит, янтарь и т. п.
Из
металлов изготовляются провода
,
из диэлектриков


опоры, предотвращающие утечку заряда с
проводов.

Подавляющее большинство веществ природы не принадлежит, однако, ни к той, ни к
другой группе; эти вещества являю
тся так называемыми
полупроводниками
, т. е. по своим
свойствам занимают промежуточное положение между очень хорошими проводниками и очень
хорошими диэлектриками. Они мало пригодны поэтому и для изготовления проводов и для
изолирующих опор. Однако в последн
ие десятилетия обнаружен и изучен ряд совершенно особых
свойств полупроводников, что открыло возможность чрезвычайно важных и многообещающих
применений их в различных областях науки и техники.


Изолирующие свойства вещества зависят также от его состояния
и могут сильно изменяться. На
рис. 6 изображен опыт, показывающий, что стекло совершенно утрачивает изолирующие свойства
при высокой температуре. Разрежем один из проводов, идущих к электрической лампочке, и,
счистив изоляцию, прикрутим образовавшиеся конц
ы к стеклянной палочке. При включении тока
лампочка не светится, так как при комнатной температуре стекло является достаточно хорошим
диэлектриком. Если, однако, сильно нагреть стеклянную палочку при помощи горелки, лампочка
начинает светиться; следователь
но, через нагретую стеклянную палочку ток проходит. При этом
можно наблюдать еще одно явление. Электрический ток, проходя через стеклянную палочку, сам
нагревает ее, притом тем значительнее, чем сильнее ток.


Поэтому если взять лампочку достаточно мощную,
т. е. такую, что через нее может проходить
сильный электрический ток, то этот ток будет сильно разогревать палочку. Горелку можно будет
убрать, а стекло останется горячим и хорошо проводящим; нагревание стекла все время
увеличивается, и в конце

НФнвФв стВН
ПФ ШаспПавитсн.



Два ШФда кПВНтШидВства
2

«стВНПнннФВ», «сСФПннФВ».

Грей сделал ещѐ одно очень важное открытие, значение которого было понято позднее. Все знали, что если
прикоснуться изолированным металлическим цилиндриком

к наэлектризованной стеклянной палочке, то
нацилиндрик также перейдет электричество. Однако оказалось, что можно наэлектризовать цилиндрик, и не
касаясь стеклянной палочки, а только приблизив его к ней. Пока цилиндрик будет находиться вблизи
наэлектризова
нной палочки, на нем обнаруживается электричество.

Опубликованные опыты Грея вызвали интерес у французского физика Шарля Франсуа Дюфе (1698

1739) и
побудили его приняться за эксперименты в области изучения электричества. Опыты с первым
электрическим
маятник
ом
, т.е. с деревянным шариком, подвешенным на тонкой шелковой нити проведенные около 1730 г.,
показали, что такой шарик притягивается натертой палочкой сургуча. Но лишь стоит коснуться ее, как
шарик немедленно отталкивается от сургучной палочки, как будто
избегая ее. Если теперь поднести к
шарику стеклянную трубку, потертую об амальгамированную кожу, то шарик будет притягиваться к
стеклянной трубке и отталкиваться от сургучной палочки. Это различие, впервые отмеченное Шарлем Дюфе,
привело его к открытию, чт
о наэлектризованные тела притягивают ненаэлектризованные, и как только
последние посредством прикосновения наэлектризуются, они начинают отталкиваться друг от друга. Он
устанавливает наличие двух противоположных родов электричества, которые называет
стекля
нным и
смоляным
электричеством
. Он ещѐ замечает, что первое обнаруживается на стекле, драгоценных камнях,
волосах, шерсти и т.д., в то время как второе возникает на янтаре, смоле, шелке и т.д. Дальнейшие
исследования показали, что все тела электризуются либ
о как стекло, потертое о кожу, либо как смола,
потертая о мех. Следовательно, имеются два вида электрических зарядов, причем
однородные заряды
отталкиваются друг от друга, а разнородные притягиваются.


Шарль Дюфе был первым ученым, извлекавшим электрически
е искры из наэлектризованного человеческого
тела, находившегося на изолированной подставке. Этот опыт в то время был настолько новым и
оригинальным, что аббат Жан Нолле (1700

1770), тоже занимавшийся изучением электрических явлений,
был приведен в ужас, ко
гда впервые его увидел.

Очень удачное обозначение двух родов электричества, удержавшееся до нашего времени, дал выдающийся
американский физик Бенджамин Франклин.

«Смоляное» электричество было названо Франклином отрицательным, а «стеклянное»


положительным.

Эти названия он выбрал потому, что «смоляное» и «стеклянное» электричества, подобно положительной и
отрицательной величинам, взаимно уничтожаются.







07))
Первые попытки накапливать и хранить электричество.

Простейшим конденсатором является лейденская банка. Это старинный прибор. Название
его происходит от голландского города Лейдена, где впервые стали изготовлять такие
конденсаторы еще в середине XGIII века.

Лейденская банка


первый электрический конденсато
р, изобретѐнный голландскими
учѐными Мушенбреком в 1745 в Лейдене. Параллельно и независимо от них сходный
аппарат, под названием «медицинская банка» изобрѐл немецкий учѐный Клейст.
Лейденская банка представляла собой закупоренную наполненную водой стеклян
ную
банку, оклеенную внутри и снаружи фольгой. Сквозь крышку в банку был, воткнут
металлический стержень. Лейденская банка позволяла
накапливать и
хранить
сравнительно большие заряды, порядка микрокулона. Изобретение лейденской
банки стимулировало изучение
электричества, в частности скорости его распространения
и электропроводящих свойств некоторых материалов. Выяснилось, что металлы и вода,
лучшие проводники электричества. Благодаря Лейденской банке удалось впервые
искусственным путем получить электрическую

искру.









Изобретение лейденской банки

После того, как было установлено разделение тел на проводники и непроводники, а опыты с
электростатическими машинами получили широчайшее распространение, совершенно естественной была
попытка «накопить» электрич
еские заряды в каком
-
то стеклянном сосуде, который мог их сохранить. Среди
многих физиков, занявшихся подобными экспериментами, наибольшую известность получил голландский
профессор из г. Лейдена Мусхенбрук (Мушенбрек) (1692

1761 гг.).

Зная, что стекло не п
роводит электричества, он (в 1745 г.) взял стеклянную банку (колбу), наполненную
водой, опустил в нее медную проволоку, висевшую на кондукторе электрической машины, и, взяв банку в
правую руку, попросил своего помощника вращать шар машины. При этом он прав
ильно предположил, что
заряды, поступавшие с кондуктора, будут накапливаться в стеклянной банке .

После того, как по его мнению, в банке накопилось достаточное количество зарядов, он решил левой рукой
отсоединить медную проволоку. При этом он ощутил сильны
й удар, ему показалось, что «пришел конец». В
письме Реомюру в Париж (в 1746 г.) он писал, что этот «новый и страшный опыт советую самим никак не
повторять» и что «ради короны Франции» он не согласится подвергнуться «столь ужасному сотрясению».

Так была из
обретена лейденская банка (по имени г. Лейдена), а вскоре и первый простейший конденсатор,
одно из распространеннейших электротехнических устройств.

Опыт Мушенбрек произвел подлинную сенсацию не только среди физиков, но и многих любителей,
интересовавшихся

электрическими опытами. Независимо от Мушенбрек в том же 1745 г. к созданию
лейденской банки пришел и немецкий ученый Э.Г. Клейст. Опыты с лейденской банкой стали производить
физики разных стран, а в 1746

1747 гг. первые теории лейденской банки разработал
и знаменитый
американский ученый Б. Франклин
.







08))

Возникновение термина «электрическая цепь».

Опыт
Мушенбрек

был повторен в присутствии французской короля аббатом Нолле
. Он образовал
цепь из 180 гвардейцев взявшихся за руки, причем первый держал банку в руке, а последний
прикасался к проволоке, извлекая искру. «Удар почувствовался всеми в один момент; было
курьезно видеть
разнообразие жестов и слышать мгновенный вскрик»
десятков людей. От этой
цепи солдат и произошел термин «
электрическая цепь».

Совершенствование лейденской банки

Постепенно конструкция лейденской банки совершенствовалась: воду заменили дробью, а затем
наружная поверхность покрывалась тонкими свинцовыми
пластинами; позднее внутреннюю и
наружную поверхности стали покрывать оловянной фольгой, и банка приобрела современный вид.

При проведении исследований с банкой было установлено (в 1746 г. англичанином Б. Вильсоном),
что количество электричества, собираемо
е в банке, пропорционально размеру обкладок и обратно
пропорционально толщине изоляционного слоя. В 70
-
х гг. XGIII в. металлические пластины стали
разделять не стеклом, а воздушным промежутком


так, появился простейший конденсатор.


09))

Появление термино
в: «батарея», «заряд», «разряд», «электризация через
влияние».


«батарея»,

Первая электрическая батарея появилась в 1799 году.

Еѐ изобрел итальянский физик Алессандро

Вольта (1745
-

1827)


итальянский физик, химик и физиолог,
изобретатель источника постоянного электрического тока.


Как
-
то раз он взял в руки трактат физиолога ЛуиджиГальвани «Об электрических силах в мускуле» и понял,
что лапка лягушки начинала дергатьс
я только тогда, когда к ней прикасались двумя разными металлами.
Гальвани не заметил этого! Вольта решает поставить опыт Гальвани на себе: он взял две монеты из разных
металлов и положил их в рот
-

сверху, на язык, и подего. Потом соединил монеты тонкой пр
оволокой и
ощутил вкус подсоленной воды.

Вольта отлично знал


это вкус электричества, и рожден он был металлами.

Его первый источник тока


«вольтов столб» был построен в точном соответствии с его теорией
«металлического» электричества. Вольта положил дру
г на друга попеременно несколько десятков
небольших цинковых и серебряных кружочков, проложив меж ними бумагу, смоченную подсоленной водой.


Вольта был и первым испытателем своего прибора. Ученый опускал руку в чашу с водой, к которой
подсоединял один из к
онтактов «столба» , а к другому контакту прикреплял проволоку, свободным концом
которой он прикасался ко лбу, к носу, к веку. Он чувствовал или укол, или резкий удар
-

и все это аккуратно
записывал. Иногда боль становилась невыносимой
-

и тогда Вольта разм
ыкал свою цепь. Он понял, что его
«столб»
-

это источник постоянного тока.

В 1800 году в журнале Лондонского королевского общества появилось письмо Вольты с описанием
«вольтова столб» . Так была изобретена первая в мире электрическая батарея.

Хотя силы Вол
ьтова столба хватило бы только на то, чтоб зажечь всего лишь одну слабую лампу.

«заряд»

Древнегреческий ученый Фалес (GII
-
GI вв. до н. э.) заметил, что натертый шерстью янтарь начинает
притягивать к себе легкие кусочки других материалов (соломинки, шерстин
ки и т. п.). Через две тысячи лет
английский физик У. Гильберт (1544
-
1603) обнаружил, что аналогичной способностью обладает не только
натертый янтарь, но и алмаз, сапфир, стекло и некоторые другие материалы. Все эти вещества он назвал
электрическими, т. е.

подобными янтарю (поскольку греческое слово «электрон» означает «янтарь»).




Впоследствии про тело, которое после натирания приобретало свойство притягивать к себе другие тела,
стали говорить, что оно

наэлектризовано
, или что ему сообщен

электрический за
ряд
. А процесс сообщения
телу электрического заряда стали называть электризацией.




Физическую величину, называемую

электрическим зарядом
, обозначают буквой

q:




q

-

кПВНтШидВсНий заШнд
.




Единица электрического заряда в СИ называется

кулоном

(1 Кл) в честь французского физика Ш. Кулона
(1736
-
1806).


«разряд»
В
от некоторые подробности из истории громоотвода. Франклин рассуждал о заостренных,
устремленных к небу проводниках, еще не имея возможности провести эксперимент. Его письма к
английскому ученому Коллинсону, будучи прочитанными в Лондонском королевском обще
стве, вызвали
насмешки и небыли опубликованы. В 1752 г. книга Франклина была опубликована во Франции, и
переводчик книги Далибар реализовал проект Франклина, установив в своем загородном поместье
вертикальный прут. Вслед за тем такие «громоотводы» были уст
ановлены в Марли близ Версаля и близ
Парижа. Но вот что интересно: все эти стержни опирались на изоляторы и не были заземлены. Это
обстоятельство позволило 10 марта 1752 г. во время грозы в Марли наблюдать разряды между железным
стержнем и землей. В июне 1
752 г. Франклин провел, наконец, вблизи Филадельфии свой знаменитый опыт
со змеем, запущенным под облака. Намокнувший шнур, на котором удерживался змей, стал проводником, и
Франклин экспериментально подтвердил свои гипотезы об атмосферном электричестве, гр
омоотводе и
единстве природы атмосферного ("естественного") и искусственного электричества, зарядив лейденскую
банку.






«электризация через влияние»
Франклин высказал правильные предположения о материальном характере
электричества, считая, что оно предст
авляет собой элемент, состоящий из «частиц, чрезвычайно тонких».
Ему удалось подойти к представлению об «электризации через влияние», т.е. к явлению электростатической
индукции. Он впервые (1749) экспериментально доказал электрическую природу молнии и всѐ
тождество с
уже известными свойствами «электрической жидкости». Знаменитый опыт Франклина с воздушным
("электрическим") змеем убедительно показал возможность «извлечения» электричества из облаков,
которым он заряжал лейденскую банку подобно тому, как это о
существлялось посредством
электростатической машины. Предполагается, что им впервые были введены такие термины, как «батарея»,
«заряд», «разряд», а также он первым соорудил батарею из лейденских банок.


10))

Электрический указатель Ломоносова и Рихмана. «Г
ромовая машина».



При поддержке Ломоносова академик Георг Вильгельм Рихман<1711

1753 гг.) разработал в 1745 г.
оригинальную конструкцию первого алектроизмерительного прибора непосредственной оценки
«
электрического указателя
, который принципиально
отличался от уже известного электроскопа тем, что был
снабжен деревянным квадрантом со шкалой, разделенной на градусы.


Именно это усовершенствование (по словалРихмана) позволило измерять «большую и меньшую степень
электричества»


. «Электрический указате
ль» Ломоносов и Рихман использовали при создании
«громовой машины»


первой стационарной установки для наблюдения за
интенсивностью электрических разрядов в атмосфере.

«Громовая машина» позволяла
непрерывно наблюдать за изменением
электричества, содержащ
егося в
атмосфере
при любой погоде.

С помощью «громовой машины»
Ломоносов
и Рихман установили, что
электричество содержится в атмос
фере
и при
отсутствии грозы, они убедительно
доказали,
что молния


это электрические
разряды в
атмосфере.


Выводы М. В. Лом
оносова послужили одной из основ впервые разработанной
им теории атмосферного электричества.

Как известно, 1753 г., во время грозы Г. В. Рихман, приблизившись к «электрическому указателю», был убит
ударом в лоб «бледно
-
синеватым огненным шаром».


Трагичес
кая смерть ученого послужила поводом для нападок со стороны духовенства и реакционных кругов
на ученых, стремившихся проникнуть в тайны природы. Опыты Ломоносова и Рихма
-
на называли
кощунственными и требовали их прекратить, подчеркивая, что смерть Рихмана


это «наказание господне
за вторжение в область божью».


Но огромный научный авторитет Ломоносова и поддержка прогрессивных отечественных ученых позволили
ему доказать недопустимость нанесения ущерба «славе и престижу» России.


11)
)

Исследование атмосферн
ого электричества Ломоносовым. «Эфирная» теория
электричества. Громоотвод


Многие научные исследования Ломоносова были посвящены оптике и электричеству. Эти
научные исследования носили теоретический и экспериментальный характер. Ими он начал
заниматься пос
ле постройки для него химической лаборатории в 1748 г.

Остановимся теперь на рассмотрении работ Ломоносова по электричеству. В этой области
наиболее интересным является
его исследование атмосферного электричества
. Но у Ломоносова
были и другие работы, каса
ющиеся общих вопросов теории электрических явлений. Остановимся
сначала на его теории атмосферного электричества.

В 1751 г. американский физик Франклин высказал гипотезу об электрической природе
грозы. Затем в следующем году он эту гипотезу проверил на экс
перименте. Он проделал
известный опыт со змеем, запустив его во время грозы и извлекая из нити искры. Показав
электрическую природу молний, Франклин высказал идею громоотвода. Исследования
Франклина по атмосферному электричеству стали известны в Европе, и
в частности в России.
Узнали о них и русские академики Рихман и Ломоносов, которые, в свою очередь, начали
проводить опыты, подобные опытам Франклина. В 1753 г. произошла трагедия: во время грозы
Рихман был убит разрядом шаровой молнии. После его смерти Ло
моносов уже один продолжал
подобные опыты. Эти опыты он проводил с «громовой машиной».

Устройство «громовой машины» было таким. Она состояла из металлического шеста,
установленного на крыше дома, от этого шеста протягивалась проволока в дом к простейшему
э
лектроскопу. Со своей «громовой машиной» Ломоносов проделал много опытов и произвел
много наблюдений, установив целый ряд новых фактов. Из этих фактов наиболее интересным
было открытие наличия электричества в атмосфере в отсутствие грозы. Это открытие имел
о
важное значение для построения Ломоносовым теорий происхождения электричества в
атмосфере.

В письме к Штельну от 1753 г. Ломоносов писал о своем открытии: «Приметил я у своей
громовой машины

25 числа сего апреля, что без грому и молнии, чтобы слышать или

видеть
можно было, нитка от железного прута отходила, и за рукой гонялась... что еще нигде не
примечено». Основываясь на указанном открытии, используя также свои многочисленные
наблюдения над атмосферным электричеством, Ломоносов разработал теорию грозы.
При этом
он использовал также свои наблюдения над движением воздуха в шахтах, которые он приводил
уже в 1744 г.

Об этих наблюдениях он писал в специальной работе: «О вольном движении воздуха в
рудниках примеченном», опубликованной в 1750 г. Явления, описан
ные в данной статье, и
натолкнули его на мысль о том, что в атмосфере имеют место восходящие и нисходящие потоки.
Основная идея теории атмосферного электричества Ломоносова заключается в том, что в
атмосфере всегда имеются вертикальные потоки поднимающихся

испарений «шариков горючих
паров» и опускающихся потоков частиц воды. Эти «горючие шарики» и частицы паров воды при
трении создают большие электрические заряды в атмосфере.


Свою теорию грозы Ломоносов изложил в работе «Слово о явлениях воздушных от
элект
рической силы происходящих». Эту работу Ломоносов также прочитал на публичном
собрании Академии наук в 1753 г., после чего она была опубликована. Теперь скажем о мыслях
Ломоносова, касающихся общих вопросов электричества.

Еще в 1745 г. он составил рукопись

«Наивящего примечания достойные электрические
опыты». Кроме того, остались его рукописные заметки за 1756 г., посвященные теории
электричества и света,


«127 заметок к теории света и электричества». Примерно в то же
время Ломоносов начал писать работу «Т
еория электричества, изложенная математически»,
оставшуюся неопубликованной до нашего времени. Наконец, некоторые общие соображения об
электричестве вообще были изложены Ломоносовым в «Слове о явлениях воздушных от
электрической силы происходящих».


Эфирная» теория электричества
, разработанная Ломоносовым, была передовой для своего времени.
Она являлась новым шагом к материалистическому объяснению явлений природы. Эфирная теория
получила дальнейшее развитие в трудах Эйлера, а позднее, в XIX в., ее
придерживались Фарадей и
другие крупнейшие ученые, Фарадей, например, считал электричество движением некоей,
заполняющей все пространство, пронизывающей все тела упругой среды.


Северные сияния, по мнению Ломоносова, также имеют электрическую природу. Он р
ассматривал их
как свечение, вызываемое электрическими зарядами в верхних слоях атмосферы. «... Весьма вероятно,


писал Ломоносов в своем "Слове о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих", что
северные сияния рождаются от происшедшей на воз
духе электрической силы».


М. В. Ломоносовым были проделаны интересные опыты со свечением разряженного воздуха в
стеклянном наэлектризованном шаре


это свечение он сравнивал с северным сиянием:
«Возбужденная электрическая сила в шаре, из которого воздух в
ытянут, внезапные лучи испускает».
Опыты Ломоносова по воспроизведению северных сияний на моделях были повторены только спустя
175 лет. Наблюдавшееся Ломоносовым свечение было по существу явлением электрического разряда в
разреженном воздухе.

В поисках бо
лее безопасных методов измерения «электрической громовой
силы» Ломоносов разработал своеобразный автоматический регистратор
максимальной вели чины грозового разряда (рис. 2.6 ) После удара молнии
по прибор; «сему увидеть можно коль велик; была самая больша
я
громовая си ла». Основываясь на многочислен ных опытах, Ломоносов
пришел выводу о целесообразности широкого применения громоотводов.
Он писал: «Такие стрелы на местах от обращения человеческого по мере
удаленных, ставить за небесполезное дело почитаю, да
бы ударяющая
молния больше на них, нежели на головах челове ческих и на храминах,
силы свои изнуряла».


В отличие от Франклина Ломоносов правильно указал на решающую роль
заземления в устройстве громоотвода.


Весьма оригинальные представления о сущности эл
ектрически: явлений
были высказаны в уже упоминавшемся фундаментально» труде русского ученого А. Т. Болотова. Он в
частности, писал «...но а том сумневаться не можно, что она ("электрическая материя" авт.) по примеру
других состоит из частичек (выделено Бо
лотовым) и что частичкам сим надобно быть чрезвычайной и
непостижимой для нас мализны, причем эти частички способны к движению, которое происходит с
«непостижимой скоростью». За тем Болотов задает вопрос: «А какой они


эти частички


фигуры, то
есть формы
?» И отвечает, что по их действию и способности к быстрому передвижению «...
догадываться только можем, что надлежит им быть только круглыми». Примечательно, что в этом
произведении мы не находим стандартных упоминаний об электрической жидкости


ведь с эт
ого
начинали изложение сути электрических явлений почти все физики того времени.Отметим кстати, что
Болотов подчеркивает, что одна и та же электрическая материя есть повсюду и в атмосфере, и в
недрах земли, и во всех телах, но не возле она находится в равн
ых количествах и поэтому по
-
разному
себя проявляет.

Большой вклад в изучение электрических явлений, в особенностью атмосферного электричества, был
сделан известным американским ученым и общественным деятелем Бенджамином Фраклином (1706

1790 гг.). Им были п
роизведены (1747

1752 гг.) многочисленные опыты по улавливанию и изучению
атмосферного электричества, усовершенствован молниеотвод, разработана так называемая
«унитарная» теория электричества (1747 г.)


Франклин высказал правильные предположения о материал
ьном характере электричества, считая, что
оно представляет собой элемент, состоящий из «частиц, чрезвычайно тонких». Ему удалось подойти к
представлению об «электризации через влияние», т.е. к явлению электростатической индукции. Он
впервые (1749) эксперим
ентально доказал электрическую природу молнии и всѐ тождество с уже
известными свойствами «электрической жидкости». Знаменитый опыт Франклина с воздушным
("электрическим") змеем убедительно показал возможность «извлечения» электричества из облаков,
которым

он заряжал лейденскую банку подобно тому, как это осуществлялось посредством
электростатической машины. Предполагается, что им впервые были введены такие термины, как
«батарея», «заряд», «разряд», а также он первым соорудил батарею из лейденских банок.


В
от некоторые подробности из истории громоотвода. Франклин рассуждал о заостренных,
устремленных к небу проводниках, еще не имея возможности провести эксперимент. Его письма к
английскому ученому Коллинсону, будучи прочитанными в Лондонском королевском обще
стве, вызвали
насмешки и небыли опубликованы. В 1752 г. книга Франклина была опубликована во Франции, и
переводчик книги Далибар реализовал проект Франклина, установив в своем загородном поместье
вертикальный прут. Вслед за тем такие «громоотводы» были уст
ановлены в Марли близ Версаля и близ
Парижа. Но вот что интересно: все эти стержни опирались на изоляторы и не были заземлены. Это
обстоятельство позволило 10 марта 1752 г. во время грозы в Марли наблюдать разряды между
железным стержнем и землей. В июне 1
752 г. Франклин провел, наконец, вблизи Филадельфии свой
знаменитый опыт со змеем, запущенным под облака. Намокнувший шнур, на котором удерживался
змей, стал проводником, и Франклин экспериментально подтвердил свои гипотезы об атмосферном
электричестве, гр
омоотводе и единстве природы атмосферного ("естественного") и искусственного
электричества, зарядив лейденскую банку.






Надо сказать, что идея громоотвода с очень большим трудом пробивала себе дорогу в быт городов
главным образом из
-
за религиозных опасе
ний "вмешательства в небесные дела". История сохранила
свидетельство о том, как в 1783 г. один из жителей С.
-
Омера (Франция) установил на своем доме
громоотвод и тем вызвал волнение среди жителей города. Только решением суда удалось сохранить
громоотвод: с
удебный процесс между муниципальными властями и домовладельцем получил большую
огласку и положи начало карьере блестящего адвоката, ставшего известным всей Франции. Вскоре о
нем узнал весь мир: имя адвоката было Робеспьер.


Среди ученых, занимавшихся изуче
нием электрических явле ний, следует отметить чешского
естествоиспытателя Прокопа Дивиша (1698

1765). Он соорудил большую электростатическую машину,
предложил несколько типов молниеотводов, изучал влияние электрических разрядов на рост посевов
различных ку
льтур.






12)
)

О сбФдствВ и пФдФбии кПВНтШидВсНиб и Сагнитниб нвПВний. НФвиВ ФтНШитин.
ЗаНФн КЭПФна

ПФстВпВннФ кПВНтШидВсНиВ кНспВШиСВнти пВШВстамт битй СФд
ниСи ШазвПВдВнинСи и
всВ бФПВВ пШВвШажамтсн в СФжнФВ сШВдствФ пФзнанин нВизвВданниб тайн пШиШФди.

МиШФвЭм извВстнФстй пШиФбШВП тШаНтат пВтВШбЭШгсНФгФ аНадВ
СиНа дШанва бПйШиба
аВФдФШа опинЭса (1724
4
1802 гг.) «Опит тВФШии кПВНтШидВства и СагнВтизСа», изданний
в ПВтВШбЭШгВ в 1759 г. опинЭс впВШвиВ ЭНазаП на свнзй СВждЭ кПВНтШидВсНиСи и
СагнитниСи нвПВни
нСи. К ктФСЭ вивФдЭ Фн пШиеВП в ШВзЭПйтатВ СнФгФдисПВнниб
кНспВШиСВнтФв с кПВНтШизавиВй НШистаППФв тЭШ
СаПина пШи иб нагШВвании и ФбПаждВнии
(1752 г.). отФ нвПВниВ пФзднВВ пФПЭдиПФ названиВ пиШФкПВНтШидВства. ОбШазФваниВ Шаз
-
нФиСВнниб заШндФв на пШФтивФпФП
Фжниб НФнваб НШистаППФв Фн ЭпФдФбПнП двЭС
пШФтивФпФПФжниС пФПмсаС Сагнита

ПШФеПФ пФдти тШи дВтвВШти стФПВтин, «сбФдствФ и пФдФбиВ» кПВНтШидВсНиб и Сагнитниб
нвПВний биПФ ЭбВдитВПйнФ дФНазанФ М. даШадВВС.

НВзависиСФ Фт опинЭса итаПйннсНий ЭдВний Д. БВННаШин

(1716
4

1781 гг.) в 1758 г.
видвинЭП гипФтВзЭ Ф сЭжВствФвании тВснФй свнзи СВждЭ «виШНЭПнвиВй кПВНтШидВсНФгФ
аПмида и СагнВтизСФС».

а. опинЭсЭ пШинадПВжит ФтНШитиВ нвПВнин кПВНтШФстатидВ
сНФй индЭНвии. Он впВШвиВ
ФтвВШг ЭтвВШждВниВ дШанНПина Фб ФсФбФй ШФПи

стВНПа в ПВйдВнсНФй банНВ и пШиСВниП
пПФсНий НФн
дВнсатФШ с вФздЭенФй пШФсПФйНФй. Он пШавиПйнФ ЭтвВШждаП, дтФ дВС
СВнйеВ ШасстФнниВ СВждЭ ФбНПадНаСи банНи и дВС бФПйеВ иб пФвВШбнФстй, тВС виеВ
«стВпВнй кПВНтШидВства».

В свФВС сФдинВнии опинЭс пШВдПФжиП св
Фм тВФШим кПВНтШидВ
сНиб и Сагнитниб
нвПВний, НФтФШан ФснФвиваПасй на сЭжВствФва
нии кПВНтШидВсНФй и СагнитнФй
жидНФстВй. ЗасПЭживаВт вниСанин ВгФ пФпитНа впВШвиВ пШиСВнитй СатВСатидВсНиВ
ШасдВ
ти дПн баШаНтВШистиНи взаиСФдВйствин заШнжВнниб тВП. ПШи ктФС
Фн задФПгФ дФ
КЭПФна висНазаП пШВдпФПФжВниВ Ф тФС, дтФ си
Пи взаиСФдВйствин кПВНтШидВсНиб и
Сагнитниб заШндФв изСВнн
мтсн ФбШатнФ пШФпФШвиФнаПйнФ НвадШатаС ШасстФннин СВждЭ
ниСи. опинЭсФС таНжВ биПа висНазана пШавиПйнан СисПй Ф сФ
бШанВнии НФПидВства
кПВНт
ШидВства. ДПн ЭвВПидВнин «НФПидВства кПВНтШидВсНФй СатВШии» в ФднФС тВПВ ВВ
«нВизбВжнФ нЭжнФ взнтй внВ ВгФ и, сПВдФватВПйнФ, ЭСВнйеитй ВВ в НаНФС
-
ПибФ дШЭгФС
тВПВ»͖

ГФвФШн Ф вФзниНнФвВнии пФннтий пФтВнвиаПа ("напШнжВниВ") и ВСНФсти, нВФббФдиСФ
ФтСВтитй бФП
йеФй вНПад видамжВгФсн итаПйннсНФгФ аизиНа АПВНсандШФ ВФПйта (1745
4
1827 гг.). ЕгФ пФ пШавЭ СФжнФ назватй ФснФватВПВС кПВНтШидВсНФй СВтШФПФгии. В ШндВ
свФиб ШабФт (1778
4
1782 гг.) Фн дВтНФ аФШСЭПиШЭВт НФПидВ
ствВнниВ зависиСФсти СВждЭ
кПВНтШидВсНиС заШндФС,
ВСНФстйм и напШнжВниВС: «...НФгда ВСНФстй бФПйеВ, тФ даннФВ
НФПидВствФ кПВНтШидВства визиваВт СВнйеВВ напШнжВниВ ... ВСНФстй и кПВНт
ШидВсНФВ
дВйствиВ, иПи напШнжВниВ, набФднтсн в ФбШатнФС ФтнФ
еВнии». ПШидВС пФд тВШСинФС
«напШнжВниВ» Фн пФниСаВт интВнсивн
Фстй иПи «ЭсиПиВ, пШФизвФдиСФВ НаждФй тФдНФй
накПВН
тШизФваннФгФ тВПа». А. ВФПйта сФздаП бФПВВ сФвВШеВнниВ кПВНтШФ
аФШи и
кПВНтШФсНФпи, в дастнФсти, НФндВнсатФШний кПВНтШФсНФп.

СШВди Шнда тВФШий кПВНтШидВства, ШазШабФтанниб в XV=== в., за
сПЭживаВт
вниСанин
тВФШин пВтВШбЭШгсНФгФ аНадВСиНа Л. ойПВШа (1707
4
1783 гг.)
4

ФднФгФ из видамжибсн
ЭдВниб свФВгФ вШВСВни.

ПФдФбнФ М. В. ЛФСФнФсФвЭ ойПВШ ФтШиваП сЭжВствФваниВ ФсФ
бФй кПВНтШидВсНФй
СатВШии и сдитаП, дтФ кПВНтШидВсНиВ нвПВнин ФбЭсПФвПВни ШазШВжВниВС
и сгЭжВниВС
каиШа. ота тВФШин нвПнВт
сн даПйнВйеиС ШазвитиВС идВй ЛФСФнФсФва и пШибПижаВтсн Н
каиШниС тВФШинС кПВНтШидВства X=X в. ойПВШФС Фписана таНжВ и Фдна из НФнстШЭНвий
кПВНтШФстатидВсНФй Саеини (1761 г.), Фт НФ
тФШФй заШнжаПасй ПВйдВнсНан банНа.


бг
ПЭбПВниВ иссПВдФваний в ФбПасти статидВсНФгФ кПВНтШидВст
ва нВ СФгПФ нВ пШивВсти Н
ФпШФвВШжВним Шнда ФеибФдниб вивФ
дФв, сдВПанниб аизиНаСи в надаПйний пВШиФд
изЭдВнин ктиб нвПВний. ОдниС из таНиб ФеибФдниб вивФдФв биПФ ЭтвВШждВниВ Ф
нВвФзСФжнФсти кПВНтШиз
авии СВтаППФв тШВниВС.

В НФнвВ XV=== в. Шнд ВвШФпВйсНиб ЭдВниб, а таНжВ видамжийсн ШЭссНий аизиН и
кПВНтШФтВбниН аНадВСиН В. В. ПВтШФв пШибФднт Н заНПмдВним Ф тФС, дтФ СВтаППи СФгЭт
битй накПВНтШизФвани пФ
сШВдствФС тШВнин пШи ЭсПФвии иб тжатВПйнФй изФПнви
и.
НаибФПВВ ЭбВдитВПйнФ ктФ биПФ дФНазанФ В. В. ПВтШФвиС в ВгФ тШЭдВ «НФвиВ
кПВНтШидВсНиВ Фпити», изданнФС в 1804 г. Он пФНазаП, дтФ ФсФ
бВннФ кааВНтивниС
спФсФбФС кПВНтШизавии СВтаППФв нвПнВтсн «стВганиВ» иб видВПанниС СВбФС нВНФтФШиб
живФтниб. ИС таНжВ Ш
азШабФтан Шнд нФвиб СВтФдФв кПВНтШизавии ШазПидниб тВП. В. В.
ПВтШФв пШавиПйнФ ЭстанФвиП вПинниВ ШазСВШФв, тВСпВ
ШатЭШи и сФстФннин пФвВШбнФсти
тВП, а таНжВ вПажнФсти ФНШЭжамжВгФ вФздЭба на интВнсивнФстй кПВНтШизавии. оти
вивФди В. В. ПВтШФва, а таНжВ ВгФ
ЭНазаниВ на нВЭстФйдивФстй нвПВнин кПВНтШизавии тВП
пФдтвВШждВни сФвШВСВнниСи иссПВдФванинСи.

ЗасПЭживаВт вниСанин ЭтвВШждВниВ ПВтШФва Ф вФзСФжнФсти кПВНтШизавии
дВПФвВдВсНФгФ тВПа пФсШВдствФС «стВганин»
4

ктФ пФзвФПнПФ вШадаС (Фн пФддВШНиваВт
ктФ в свФВС
тШЭдВ) пШиСВннтй кПВНтШФПВдВниВ бВз кПВНтШФстатидВсНФй Саеини, НФтФШЭм
нВ всн
Ний СВдиН СФг иСВтй в свФВС ШаспФШнжВнии.


РВзЭПйтат ФпитФв пФ кПВНтШизавии тНанВй, ФсЭжВствПВнниб ПВт
ШФвиС, пШивВПи ВгФ Н
сФзданим кПВНтШФаФШа ФШигинаПйнФй НФнст
ШЭНви
и, в НФтФ
ШФС ФснФваниВ из сСФПи биПФ
заСВнВнФ тжатВПйнФ пШФсЭеВннФй «СнгНФй байНФй», сПФжВннФй в дВтиШВ сПФн. бдВний
пШФвВП вВПЭм сВШим нФвиб кНспВШиСВнтФв пФ кПВНтШизавии ШтЭти и дШЭгиб вВжВств
пФсШВдствФС «тШнсВнин» иб в стВНПннниб сФсЭдаб.

В. В. ПВтШФв пФдвВШг с
пВвиаПйнФСЭ изЭдВним нвПВнин статидВ
сНФгФ кПВНтШидВства в
ШазШнжВннФС вФздЭбВ и в атСФсаВШВ ШазПид
ниб газФв. С ктФй вВПйм Фн пФстШФиП
сФвВШеВннФ ФШигинаПйнЭм кПВНтШФстатидВсНЭм СаеинЭ (Шис 5), пФСВжавеЭмсн пФд
НФПФ НФПФС вФздЭенФгФ насФса. бстанФвПВнний
таС жВ тВШСФСВтШ аиН
сиШФваП
интВнсивнФстй кПВНтШидВсНиб ШазШндФв пШи Шазниб тВС
пВШатЭШаб.






Рис. 5. оПВНтШФстатидВсНан Саеина В. В. ПВтШФва


В дастнФсти ПВтШФв ЭбВдитВПйнФ пФдтвВШдиП вФзШастаниВ кПВНтШидВсНФй пШФвФдиСФсти
вФздЭба пШи ВгФ нагШВвании,
Фбна
ШЭжиП ФбШазФваниВ ФНисПФв азФта пШи кПВНтШидВсНиб
ШазШндаб в вФздЭбВ.

ВажнВйеиС еагФС в Шазвитии НФПидВствВнниб иссПВдФваний кПВНтШидВсНиб и
Сагнитниб нвПВний биПФ ЭстанФвПВниВ заНФна Ф сиПВ взаиСФдВйствин СВждЭ
накПВНтШизФванниСи тВПаСи и Саг
нитниСи

пФПмсаСи.

отиСи вФпШФсаСи заниСаПисй
СнФгиВ ЭдВниВ (опинЭс, КавВндие и дШ.), висНазавеиВ пШВдпФПФжВниВ Ф «заНФнВ
ФбШатниб НвадШатФв».

НФ наибФПйеиб ЭспВбФв сЭСВП дФстидй аШанвЭзсНий вФВнний инжВнВШ йаШПй ОгмстВн
КЭПФн (1736
-

1806 гг.). В тВдВниВ нВ
сНФПй
Ниб ПВт Фн пШФвФдиП кНспВШиСВнти с пФСФжйм
пШибФШа, НФ
тФШий внадаПВ биП пШВдназнадВн дПн изЭдВнин заНФнФв заНШЭдиванин
еВПНФвиб и вФПФснниб нитВй, а таНжВ СВтаППидВсНиб пШФвФПФН. В 1785 г. КЭПФн
ЭстанФвиП, дтФ «сиПа НШЭдВнин пШФпФШ
виФнаПйна ЭгПЭ заНШЭди
ванин». Он ШВеиП
испФПйзФватй ктФт пШи
бФШ дПн изСВШВнин «Са
Пиб кПВНтШидВсНиб и Сагнитниб сиП». ПШи
-
бФШ пФзвФПнП изСВШнтй «СВПйдайеиВ стВпВни си
Пи», и КЭПФн назваП ВгФ «НШЭтиПйниСи
вВсаСи» (Шис. 6).

В ШВзЭПйтатВ СнФгФ
дисПВнниб кНспВШиСВн
тФв Фн ЭстанФви
П, дтФ сиПа взаиСФдВйствин
накПВНтШизФванниб тВП пШФпФШвиФнаПйна «НФПи
дВствЭ кПВНтШидВства» (ктФт тВШСин биП
иС впВШвиВ ввВдВн в наЭ
НЭ) заШнжВнниб тВП и ФбШатнФ пШФпФШвиФ
наПйна НвадШатЭ
ШасстФ
ннин СВждЭ ниСи.

ааН биП ФтНШит КЭПФнФС знаСВнитий заНФн, нФ
снжий ВгФ иСн. отФт заНФн КЭПФн
ШаспШФстШаниП и на взаиСФдВйствиВ Сагнитниб пФПмсФв.







Рис.6. Крутильные весы Кулона


1
-

МиНШФСВтШидВсНий НШЭг с ЭНазатВ
-

ПВС НПВССФй
дПн пФдвВеиванин СВтаП
-
ПидВсНФй нити 2, на НФтФШФй
вВсит бЭзинФвий еаШиН 3. 4
-

нВп
Фдвижний
кПВНтШидВсНий еаШиН, заШнжаВСий кПВНтШидВсНиС
заШндФС




КЭПФнФС анаПитидВсНи и кНспВШиСВнтаПйнФ биПФ
дФНазанФ, дтФ кПВНтШидВствФ ШаспШФстШаннВтсн пФ
пФвВШбнФсти пШФвФдниНа, а таНжВ ШавнФСВШнФ
ШаспШВдВПнВтсн пФ пФвВШбнФсти изФПиШФваннФй пШФвФднжВй

саВШи.


ИссПВдФванин КЭПФна спФсФбствФваПи пШиСВнВним СатВСатидВ
сНФгФ анаПиза в тВФШии
кПВНтШидВства и СагнВтизСа, ШаспШФстШанВ
ним СатВСатидВсНФгФ пФннтин пФтВнвиаПа
(ШанВВ ввВдВннФгФ в СВбаниНЭ) на кПВНтШидВсНФВ и СагнитнФВ пФПн.



13))

Открытие электр
ического тока

До 1650 года
-

времени, когда в Европе пробудился большой интерес к электричеству,
-

не было известно
способа легко получать большие электрические заряды. С ростом числа ученых, заинтересовавшихся
исследованиями электричества, можно было ожид
ать создания все более простых и эффективных способов
получения электрических зарядов.

Отто фон Герике придумал первую электрическую машину. Он налил расплавленную серу внутрь полого
стеклянного шара, а затем, когда сера затвердела, разбил стекло, не догад
ываясь о том, что сам стеклянный
шар с неменьшим успехом мог бы послужить его целям. Затем Герике укрепил серный шар так, чтобы его
можно было вращать рукояткой. Для получения заряда надо было одной рукой вращать шар, а другой
-

прижимать к нему кусок кожи
. Трение поднимало потенциал шара до величины, достаточной, чтобы получать
искры длиной в несколько сантиметров.

Эта машина оказала большую помощь в экспериментальном изучении электричества, но еще более трудные
задачи «хранения» и «запасания» электрически
х зарядов удалось решить лишь благодаря последующему
прогрессу физики. Дело в том, что мощные заряды, которые можно было создавать на телах с помощью
электростатической машины Герике, быстро исчезали. Вначале думали, что причиной этого является
«испарение»

зарядов. Для предотвращения «испарения» зарядов было предложено заключить заряженные
тела в закрытые сосуды, сделанные из изолирующего материала. Естественно, в качестве таких сосудов
были выбраны стеклянные бутылки, а в качестве электризуемого материала
-

вода, поскольку ее было легко
наливать в бутылки. Чтобы можно было зарядить воду, не открывая бутылку, сквозь пробку был пропущен
гвоздь. Замысел был хорош, но по причинам, в то время непонятным, прибор работал не столь уж удачно. В
результате интенсивны
х экспериментов вскоре же было открыто, что запасенный заряд и тем самым силу
электрического удара можно резко увеличить , если бутылку изнутри и снаружи покрыть проводящим
материалом, например тонкими листами фольги. Более того, если соединить гвоздь с по
мощью хорошего
про
-
водника со слоем металла внутри бутылки, то оказалось, что можно вообще обойтись без воды. Это
новое «хранилище» электричества было изобретено
в 1745 году в голландском городе Лейдене и получило
название лейденской банки.

Первый, кто отк
рыл иную возможность получения электричества, нежели с помощью электризации трением,
был итальянский ученый Луиджи
Гальвани (1737
-
1798)
. Он был по специальности биолог, но работал в
лаборатории, где проводились опыты с электричеством. Гальвани наблюдал явл
ение, которое было
известно многим еще до него; оно заключалось в том, что если ножной нерв мертвой лягушки возбудить
искрой от электрической машины, то начинала сокращаться вся лапка.

Но однажды Гальвани заметил, что лапка пришла в движение, когда с нерво
м лапки соприкасался только
стальной скальпель. Удивительнее всего было то, что между электрической машиной и скальпелем не было
никакого контакта. Это поразительное открытие заставило Гальвани поставить ряд опытов для обнаружения
причины электрического то
ка. Один из экспериментов был поставлен Гальвани с целью выяснить, вызывает
ли такие же движения в лапке электричество молнии. Для этого Гальвани подвесил на латунных крючках
несколько лягушачьих лапок в окне, закрытом железной решеткой. И он нашел, в прот
ивоположность своим
ожиданиям, что сокращения лапок происходят в любое время, вне всякой зависимости от состояния погоды.
Присутствие рядом электрической машины или другого источника электричества оказалось не нужным.

Гальвани установил далее, что вместо ж
елеза и латуни можно использовать любые два разнородных
металла, причем комбинация меди и цинка вызывала явление в наиболее отчетливом виде.

Стекло, резина, смола, камень и сухое дерево вообще не давали никакого эффекта. Таким образом,
воз
никновение тока все еще оставалось тайной. Где же появляется ток
-

только в тканях тела лягушки,
только разнородных металлах или же в комбинации металлов и тканей? К сожалению, Гальвани пришел к
заключению, что ток возникает исключительно в тканях тела ляг
ушки.

В результате его современникам понятие «животного электричества» стало казаться гораздо более
реальным, чем электричества какого
-
либо другого происхождения.

Другой итальянский ученый Алессандро Вольта(1745
-
1827) окончательно доказал, что если помести
ть
лягушачьи лапки в водные растворы некоторых веществ, то в тканях лягушки гальванический ток не
возникает.

В частности, это имело место для ключевой или вообще чистой воды; этот ток появляется при добавлении к
воде кислот, солей или щелочей. По
-
видимому,

наибольший ток возникал в комбинации меди и цинка,
помещенных в разбавленный раствор серной кислоты. Комбинация двух пластин из разнородных металлов,
погруженных в водный раствор щелочи, кислоты или соли, называется гальваническим (или химическим)
элемент
ом.

В результате огромного количества экспериментов учѐными разных стран были сделаны открытия,
позволившие создать механические электрические машины, вырабатывающие относительно дешѐвую
электроэнергию.

ЯивФтнФВ» кПВНтШидВствФ ГаПйвани.

В тВдВниВ СнФгиб стФПВтий впПФтй дФ пФсПВднВй дВтвВШти XV=== в ЭдВниС биПи извВстни тФПйНФ нвПВнин
статидВсНФгФ кПВНтШидВства пШФСиеПВнний пВШВвФШФт XV=== в. даП СФжний тФПдФН Шазвитим ШазПидниб
ФтШасПВй наЭНи, в тФС дисПВ наЭНВ Фб кПВНтШидВствВ. В изЭдВни
и кПВНтШидВсНиб нвПВний биПи дФстигнЭти
ФпШВдВПВнниВ ЭспВби, иСи надинамт всВ бФПВВ интВШВсФватйсн нВ тФПйНФ аизиНи, нФ и ВстВствФиспитатВПи,
в ФсФбВннФсти вШади, питавеиВсн (и нВ бВз
ЭспВенФц) пШиСВннтй кПВНтШидВствФ дПн ПВдВбниб вВПВй.


ОтдВПйниВ ЭдВниВ
висНазиваПи пШВдпФПФжВниВ, дтФ ВсПи «всн пШиШФда кПВНтШидВсНан», тФ и в ФШганизСаб
дВПФвВНа и живФтниб пФ жиПаС и СЭсНЭПаС дФПжна пШФтВНатй кта таинствВннан СатВ
Шин. ОдниС из
пФдтвВШждВний ЭНазанниб вФззШВний
биПи «кПВНтШидВсНиВ» Шиби
, извВстниВ ВжВ с дШВ
вниб вШВСВн. ааН
вФзниНПФ пШВдставПВниВ Ф нФвФС видВ кПВНтШидВства, названнФгФ «живФтниС».


И нВ сПЭдайнФ иссПВдФваниВС СиеВдниб движВний ПнгЭеВН пФд вФздВйствиВС кПВНтШидВства заннПсн в
1773 г. пШФаВссФШ ана
тФСии БФПФнсНФгФ ЭнивВШситВта ЛЭиджи ГаПйвани (
1737
4
1798 гг.). ПВШвиВ
кПВНтШФаизиФПФгидВсНиВ Фпити ГаПйвани над ПнгЭеНаСи ФтнФснтсн Н 1780 г. СпЭстн 11 ПВт Фн ФпЭбПиНФваП
ШВзЭПйтати свФ
иб иссПВдФваний в ЗнаСВнитФС «аШаНтатВ Ф сиПаб кПВНтШидВства пШи СиеВднФС движВнии»,
пФПЭдивеВС еиШФНЭм извВстнФстй.


ВФ вШВСн ФднФгФ из кНспВШиСВнтФв, НФгда пШВпаШиШФваннан Пн
гЭеНа ПВжаПа на стФПВ, на НФтФШФС
набФдиПасй кПВНтШФстатидВ
сНан Саеина, ГаПйвани заСВтиП, дтФ, ВсПи пШиНФснЭтйсн сНаПйпВПВС (иПи ПмбиС
пШФвФдниНФС) Н бВдШВннФСЭ нВШвЭ Пн
гЭеНи в СФСВнт, НФгда из
НФндЭНтФШа Саеини извПВНаВтсн исНШа, тФ
Сиеви ПнгЭеНи сЭдФШФжнФ сФНШажамтсн. ЕстВствВннФ биПФ пШВдпФПФжитй, дтФ и атСФсаВШнФВ
кПВНтШидВствФ дФПжнФ дВйствФ
ватй анаПФгиднФ. И, дВйствитВПйнФ, пШи «вспибивании СФПнии» Сиеви «...
впадаПи в сиПйнВйеиВ сФНШажВни
н». ЯВПан винснитй, НаНиВ нвПВнин бЭдЭт набПмдатйсн «пШи нснФС нВбВ»,
ГаПйвани пШиНШВпиП СВдний НШмдФН Н спиннФСЭ СФзгЭ ПнгЭеНи и пФдвВсиП НШмдФН Н жВПВзниС пВШиПаС
баПНФна. ПШижиСан дШЭгФй НФнВв НШмдНа Н пВШиПаС, Фн снФва набПмдаП сФНШажВниВ Сиев. ПФдФ
зШ
Вван,
дтФ сФстФнниВ атСФсаВШи нВ дВйствЭВт на ПнгЭеНЭ, Фн пФ
втФШиП кНспВШиСВнт в свФВй дФСаенВй
ПабФШатФШии: пФПФжив пШВпаШиШФваннЭм ПнгЭеНЭ на СВтаППидВсНЭм ФбеивНЭ стФПа и пШижав СВдний
НШмдФН, пШФдВтий дВШВз спиннФй СФзг ПнгЭеНи Н стФПЭ, Фн снФва ЭвидВ
П сиПйниВ сФНШажВнин. ОднаНФ пШи
заСВнВ ФднФгФ из СВтаППФв нВпШФвФдниНФС сФНШажВний нВ пШФисбФдиПФ. НФ сФНШажВнин биПи «кнВШгиднВВ
и пШФдФПжитВПйнВВ», ВсПи ПнгЭеНа ПВжаПа нВ на жВПВзнФС ПистВ, а на сВШВбШннФй пПастинВ.


ГаПйвани сдВПаП пШавиПйнФВ пШВдпФПФж
ВниВ Ф тФС, дтФ сФНШажВ
ниВ Сиев визиваВтсн дВйствиВС
кПВНтШидВсНиб сиП, дтФ Сиеви и нВШви ФбШазЭмт НаН би двВ ФбНПадНи ПВйдВнсНФй банНи. НФ нЭжнФ биПФ
ШВеитй ФдВнй важний вФпШФс: НаН и гдВ вФ всВб ктиб Фпитаб вФзниНаВт кПВНтШидВствФщ Ни жВПВзнан
пПастинНа
, ни СВдний НШм
дФН, сФпШиНасавеийсн с тВПФС ПнгЭеНи, нВ СФгПи, пФ пШВдставПВни
нС аизиНФв
тФгФ вШВСВни, сПЭжитй истФдниНФС кПВНтШидВства, таН НаН на СВтаППи сСФтШВПи тФПйНФ НаН на пШФвФдниНи,
сдитан, дтФ Фни СФгЭт станФвитйсн «кПВНтШидВсНиСи» Пией дВШВз п
ШиНФснФвВниВ Н дШЭгиС
накПВНтШизФванниС тВПаС. аФгда ФставаПФсй пШВдпФПФжитй, дтФ таНиС истФдниНФС нвПнВтсн саСа ПнгЭеНа.
ВсВ ктФ сФздаваПФ пФ
двЭ дПн пШВдставПВний Ф сЭжВствФвании ФсФбФгФ
4

«живФтнФгФ» кПВНтШидВства. ааНЭм
СисПй и висНазаП ГаПйвани дПн Фб
знснВнин набПмдавеибсн иС ааНтФв. отФСЭ пШВдпФПФжВним
ГаПйвани
пШидаП аФШСЭ тВФШии, изПФжВннФй в ЭпФСннЭтФС «аШаНтатВ Ф сиПаб кПВНт
ШидВства пШи СиеВднФС
движВнии».

аВПФ живФтнФгФ нвПнПФсй сФ
гПасни взгПндаС ГаПйвани свФВФбШазнФй ПВйдВнсНФй банНФй,
спФсФбн
Фй на нВпШВШивнФВ пФвтФШнФВ дВйствиВ.






14))

Создание первого источника электрического тока .



Обобщением исследований Вольта была предложенная им теория «контактного электричества». Эта
теория утверждала, что при соприкосновении различных металлов
происходит разложение их
«естественного» электричества. При этом


электричество одного знака собирается на одном металле,
другого


на другом. Силу, возникающую при контакте двух металлов и разлагающую их
«естественное» электричество, Вольта назвал электро
возбудительной или электродвижущей силой.
Эта сила «перемещает электричество так, что получается разность напряжений» (между металлами


авт.).


Продолжая исследования при помощи созданного им весьма чувствительного прибора


электроскопа
с конденсатором,
Вольта установил, что металлы можно распределить в некоторый ряд, в котором
«разность напряжений» между двумя металлами будет тем больше, чем дальше
они расположены друг
от друга.


Опыты Вольта завершились построением 1799 г. первого источника непрерывног
о
электрического тока, составленного из медных цинковых кружков (пар),
переложенных суконными прокладками, смоченными водой или кислотой. Этот
прибор, о котором он впервые сообщил Президенту Лондонского королевского
общества в марте 1800 г., был назван им
«электродвижущим аппаратом», а позднее
французы стали его называть «гальваническим или вольтовым столбом» (рис. 3.1).

Необходимость применения проводнику второго класса (суконных кружков,
смоченных водой или кислотой) Вольта объяснял следующим: при соприко
сновении
двух различных металлов электричество одного знака


сосредоточивается на одном
металле, а электричество противоположного знака


на другом. Если составить
столб из нескольких пар различных металлов, например цинка и серебра (без
прокладок), то каж
дая цинковая пластина будет находиться в соприкосновении с
одинаковым серебряными пластинами и их общее действие будет взаимно
уничтожаться. Для того чтобы действие отдельных пар суммировалось, необходимо обеспечить
соприкосновение каждой цинковой пластинк
и только с одной серебряной. Это осуществляется с
помощью проводников второго рода


суконных кружков, смв ченных водой или кислотой,
разделяющей пары металлов и в препятствующих движению электричества. Таким образом, Воль та, не
понимая того, что электрич
еский ток возникает в результате химических процессов между металлами и
жидкостями практически пришел к созданию гальванического элемента, действие которого
основывалось именно на превращении химической энергии в электрическую. Хотя Вольта и заметил,
что п
оверхсти приведенных в контакт разнородных металлов, составляют гальваническую пару,
подвергаются изменению


окисляются тем не менее он не придал этому факту никакого значения.


А. Вольта предложил, кроме столба, еще и несколько иную конструкцию источника

электрического тока


так называемую чашечную батарею (рис. 3.2), действие которой, по его мнению, также было
основано на контакте между двумя металлами (роль влажной суконной прокладки столба заменяла
жидкость).


модификация

Чашечная батарея представлял
а собой соединение отдельных элементов, имевших форму банок,
наполненных разбавленной серной кислотой, в которую погружались медная 1 и цинковая 2 пластины.
Кроме предложенных Вольта конструкций источника электрического тока вскоре были разработаны
некотор
ые другие его модификации.


Вольтов столб



первый источник непрерывного электрического тока, сыгравший громадную роль как в
развитии науки об электричестве, так и в расширении его практических приложений. Вольтов столб в
различных своих модификациях долго
е время оставался единственным источником электрического
тока. Как будет видно из последующего, крупнейшие учены червой половины XIX в.


Петров, Дэви,
Ампер, Фарадей широко, применяли вольтов столб для своих опытов.

Научный вклад итальянского ученого был
высоко оценен его современниками. Легенды о Вольта уже
ходили среди ученых при его жизни. Его интересовали самые различные явления


природы, его можно
было назвать «огнепоклонником»


он всю жи? нь стремился познать тайны пяти природных «огней»:
небесных (
северные сияния и сполохи), атмосферных (молнии и зарницы), бьющихся из под
земли


(горючие болотные газы), подземных, сотрясающих землю (вулканические) и самого главного


огня электрического, который царит во всех явлениях природы.

Создав вольтов столб,
Вольта подарил миру, как писал один из его биографов, «невиданный ранее
источник электричества, не порциями, как от банок и электрофоров, а непрерывным потоком».

Вольтов столб был последним, но наиболее выдающимся изобретением Вольта, он произвел среди
уче
ных «вольтаическнй фурор». Повторяя опыты Гальвани, он убедился, что лягушка реагировала на
заряд, вдвое меньше, чем самый чувствительный из созданных электрометров. В доказательство своих
воззрений Вольта произвел в 1794 г. «эпохальный опыт ("квартет мокр
ых"), потрясший современников.
Четверо с мокрыми руками становились в круг, затем первый правой рукой держит цинковую пластинку,
а левой касается языка второго; второй касается глазного яблока третьего, который держит за ножки
препарированную лягушку, а че
твертый правой рукой схватывает ее тельце, а левой подносит
серебряную пластинку к цинковой в правой руке первого. В момент касания первый резко вздрагивает,
второй морщится от «лимонного» вкуса, у третьего


искры в глазах, четвертый чувствует неприятные
ощущения, а лягушка будто оживает и трепещет.

Заслуживают внимания трактат Вольта «Об идентичности гальванического и электрического флюидов»,
его высказывания о «сходстве» электричества и магнетизма.

Современники называли Вольта самым великим физиком, живш
им в Италии после Галилея. Наполеон
предложил избрать его в «число бессмертных», наградил крестом Ордена Почетного легиона и сделал
графом и сенатором Италии. А. Вольта был членом многих академий, в том числе почетным членом
Петербургской Академии наук. В
1981 г. на Международном конгрессе электриков в Париже единице
напряжения было присвоено наименование «Во


Таким образом, Вольта, не поняв действительной причины возникновения тока, практически пришел к созданию
гальванического элемента
, действие которого основывалось именно на превращении химической энергии в
электрическую. Создание первого источника электрического тока сыграло громадную роль как в развитии науки об
электричестве и магнетизме, так и в расширении их практических приложен
ий.

Самый замечательный прибор, когда
-
либо изобретенным людьми, не исключая телескопа и паровой машины

Современник Вольта французский ученый Д. А. Араго считал вольтов столб "самым замечательным прибором, когда
-
либо изобретенным людьми, не исключая телеско
па и паровой машины". В течение 2

3 лет после создания вольтова
столба рядом ученых было разработано
несколько различных модификаций

батарей гальванических элементов.

Среди разнообразных конструкций вольтова столба особенного внимания заслуживает гальванич
еская батарея,
построенная в 1802 г. В. В. Петровым. Изучив труды своих предшественников в области электричества, Петров пришел к
логичному выводу о том, что более полное и всестороннее изучение явлений электрического тока возможно при наличии
крупных галь
ванических батарей, действия которых будут более интенсивными и легче наблюдаемыми.

В то время как распространенные за рубежом гальванические батареи состояли из нескольких десятков или сотен
пластин, Петров построил батарею, состоявшую из 4200 медных и ци
нковых пластин, или 2100 медно
-
цинковых
элементов, соединенных последовательно.

Эта батарея располагалась в большом деревянном ящике, разделенном по длине на четыре отделений; для
изоляции пластин стенки ящика и разделяющих перегородок были покрыты сургучн
ым лаком. Общая длина батареи
составляла 12 м
-

это был уникальный для своего времени источник электрического тока. Как показали современные
эксперименты с моделью батареи Петрова, э. д. с. ее составляла около 1 700 В, а максимальная полезная мощность


60

85 Вт.

Именно благодаря применению источника тока высокого напряжения Петрову в 1802 г. впервые удалось наблюдать
явление электрической дуги. Точно так же Дэви смог наблюдать электрическую дугу только после того, как в 1808 г. он
построил большую гальвани
ческую батарею, состоявшую из 2000 элементов.

Многочисленные эксперименты с вольтовым столбом, проводившиеся учеными разных стран, не могли не привести
уже в течение первых 2


3 лет после создания столба к открытию химических, тепловых, световых и магнитн
ых
действий электрического тока.

15))ВФзниНнФвВниВ пФннтий: пФтВнвиаПа, напШнжВнин. аВФШин НФнтаНтнФгФ
кПВНтШидВства.




.И вот
-

сенсация! Профессору попадается на глаза только что вышедший трактат Гальвани


силах электрических при мышечном движении". Интересна трансформация позиции Вольты.
Вначале он воспринимает трактат скептически. Затем повторяет опыты Гальвани и уже 3 апреля
1792 г. пишет последнему: "... с тех пор, как я стал очевидцем и наблюдал эти

чудеса, я, пожалуй,
перешел от недоверия к фанатизму. "

Вскоре острый взгляд физика подмечает то, что не привлекло внимания физиолога Гальвани:
содрогание лапок лягушки наблюдается лишь тогда, когда ее касаются проволоками из двух
различных металлов. Воль
та предполагает, что мышцы не участвуют в создании электричества, а
их сокращение
-

вторичный эффект, вызываемый возбуждением нерва. Для доказательства он
ставит знаменитый опыт, в котором обнаруживается кисловатый привкус на языке при
приложении к его кон
чику оловянной или свинцовой пластинки, а к середине языка или к щеке
-

серебряной или золотой монеты и соединении пластинки и монеты проволочкой. Аналогичный
вкус мы ощущаем, лизнув одновременно два контакта батарейки. Кисловатый привкус переходит
в "щело
чной", т. е. отдающий горечью, если поменять на языке местами металлические предметы.

В июне 1792 г., всего через три месяца после того, как Вольта начал повторять опыты
Гальвани, у него уже не оставалось никаких сомнений: "Таким образом, металлы
-

не толь
ко
прекрасные проводники, но и двигатели электричества; они не только предоставляют легчайший
путь прохождению электрического

флюида, ... но сами же вызывают такое же нарушение равновесия тем, что извлекают этот
флюид и вводят его, подобно тому, как это пр
оисходит при натирании идиоэлектриков"

(так
называли во времена Вольты тела, электризующиеся при трении
-

прим. авт.)
.

Так Вольта установил закон контактных напряжений: два разнородных металла вызывают
"нарушение равновесия" (по
-
современному
-

создают разн
ость потенциалов) между обоими, после
чего предложил называть полученное таким путем электричество не "животным", а
"металлическим". С этого начался его семилетний путь к подлинно великому творению.

Первая серия уникальных экспериментов по измерению контак
тной
разности потенциалов

(КРП) завершилась составлением известного "ряда Вольты", в котором элементы располагаются в
следующей последовательности: цинк, оловянная фольга, свинец, олово, железо, бронза, медь,
платина, золото, серебро, ртуть, графит

(Вольта

ошибочно отнес графит к металлам
-

прим.
авт.)
.

Каждый из них, придя в соприкосновение с любым из последующих членов ряда, получает
положительный заряд, а этот последующий
-

отрицательный. Например, железо (+) / медь (
-
); цинк
(+) / серебро (
-
) и т. п. Си
лу, возникающую при контакте двух металлов, Вольта назвал
электровозбудительной, или электродвижущей силой. Эта сила перемещает электричество так, что
получается разность
напряжений

между металлами. Далее Вольта установил, что разность
напряжений будет тем

больше, чем дальше расположены металлы один от другого. Например,
железо/медь
-

2, свинец/олово
-

1, цинк/серебро
-

12.

В 1796
-
1797 гг. был выявлен важный закон
: разность потенциалов

двух членов ряда равна
сумме разностей потенциалов всех промежуточных чл
енов:

А/В + В/С + C/D + D/E + E/F = A/F.

Действительно, 12 = 1 + 2 + 3 + 1 + 5.

Кроме того, опыты показали, что разности напряжений в "замкнутом ряду" не возникает:

А/В +
В/С + C/D + D/A = 0
. Это означало, что посредством нескольких чисто металлических
контактов
нельзя достичь больших напряжений, чем при непосредственном контакте только двух металлов.

С современной точки зрения теория контактного электричества, предложенная Вольтой, была
ошибочной. Он рассчитывал на возможность непрерывного получения эне
ргии в виде
гальванического тока без затраты на это какого
-
либо другого вида энергии.

Все
-
таки в конце 1799 г. Вольте удается добиться желаемого. Сначала он установил, что при
соприкосновении двух металлов один получает большее напряжение, чем другой. Напр
имер, при
соединении медной и цинковой пластин медная имеет потенциал 1, а цинковая 12. Последующие
многочисленные эксперименты привели Вольту к выводу, что непрерывный электрический ток
может возникнуть лишь в замкнутой цепи, составленной из различных про
водников
-

металлов
(которые он называл проводниками первого класса) и жидкостей (названных им проводниками
второго класса).

Потенциал поля в данной точке пространства равен работе, которую совершают электрические силы
при удалении единичного положительног
о заряда из данной точки в бесконечность.



Электр
и
ческое напряж
е
ние

(
U
) между двумя точками электрической цепи или электрического поля,
равно работе электрического поля по перемещению единичного положит, заряда из одной точки в
другую. В потенциальном электрическом поле эта работа не зависит от пути, по которому
перемещается

заряд; в этом случае Э. н. между двумя точками совпадает с

разностью
потенциалов
между ними.





16)) ОбнаШЭжВниВ и изЭдВниВ дВйствий оП. тФНа

В 1800 г. вскоре после получения известия об изобретении вольтова столба члены Лондонского
королевского общества Антони Карлейль и Вильям Никольсон

произвели ряд опытов с вольтовым
столбом, которые привели их к открытию нового явления: при прохождении тока через воду имело
место выделение газовых пузырьков; исследовав выделявшиеся газы, они правильно установили,
что это кислород и водород. Таким обра
зом, впервые был осуществлен электролиз воды.

В том же 1800 г. голландский химик Вильям Крейкшенк, пропуская ток через раствор поваренной
соли, получил на отрицательном полюсе едкий натр, не подозревая, что здесь имела место
вторичная реакция: поваренная с
оль разлагалась на ?a и С1 причем натрий, жадно соединяясь с
водой, образовывал едкий натр.

Тепловые действия тока были обнаружены в накаливании тонких металлических проводников и
воспламенении посредством искр легко воспламеняющихся веществ. Световые явле
ния
наблюдались в виде искр различной длины и яркости.

В 1802 г. итальянский физик Джованни Д. Романьози обнаружил, что электрический ток,
протекающий по проводнику, вызывает отклонение свободно вращающейся магнитной стрелки,
сходящейся вблизи этого провод
ника
.


17))

ИзЭдВниВ дВйствий кПВНтШидВсНФгФ тФНа. «ОгШФСнан наипадВ батаШВн» В. В.
ПВтШФва.

Будучи хорошо знакомым с опытами, производящимися с вольтовым столбом

как в России, так и за
границей, Петров пришел к правильному выводу о том, что наиболее полное и всестороннее
изучение гальванических явлений возможно только при условии создания большой батареи, т.е. по
современной терминологии


источника тока высокого
напряжения. Поэтому он добивается перед
руководством Медико
-
хирургической академии выделения средств для постройки «такой огромной
величины батареи, чтобы оною можно было надежнее производить такие новые опыты», каких не
производил никто из физиков.

В апре
ле 1802 г. батарея В. В. Петрова, состоявшая из 4200 медных в цинковых кружков или 2100
медно
-
цинковых элементов (Петров называл ее «огромная наипаче батарея»), была готова. Она
располагалась в большом деревянном ящике, разделенном по длине на четыре отдел
ения. Стенки
ящика и разделяющих перегородок были покрыты сургучным лаком. Общая длина гальванической
батареи Петрова составляла 12 м


это был крупнейший в мире источник электрического тока.

Как показали современные экспериментальные исследования с модель
ю батареи Петрова,
электродвижущая сила этой батареи составляла 1700 В. Ток короткого замыкания батареи не
превышал 0,1
-

0,2 А. В. В. Петровым вначале производил, как он указывал, уже известные опыты
других физиков, а после старался производить и такие оп
ыты, «...о которых дотоле не имел...
никакого известия».

Свои разнообразные опыты Петров подробно описал в книге «Известие о гальванно
-
вольтовских
опытах», которая вышла в С.
-
Петербурге в 1803 г. Это была первая книга на русском языке,
посвященная исследов
аниям явлений электрического тока.

18))
ОтНШитиВ кПВНтШидВсНФй дЭги и ВВ пШаНтидВсНФВ испФПйзФваниВ.

Электрическая

дуга

(
Вольтова дуга
,

Дуговой разряд
)



физическое явление, один из видов
электрического разряда в газе.

Впервые была описана в

1801 году

английским учѐным

Гемфри Дэви
. Электрическая
дуга является
частным случаем четвѐртой формы состояния вещества



плазмы



и состоит из
ионизированного, электрически квазинейтрального газа. Присутствие свободных

электрических
зарядов обеспечивает проводимость электрической дуги.

Электрическая дуга используется при

электросварке

металлов, для выплавки стали (
Дуговая
сталеплавильная печь
) и в освещении (в

дуговых лампах
). Иногда используется свойство
нел
инейной

вольт
-
ам
перной характеристики

дуги
.

В ряде устройств явление электрической дуги является вредным. Это в первую очередь контактные
коммутационные устройства, используемые в электроснабжении и электроприводе:
высоковольтные
выключатели
,

автоматические выключатели
,

контакторы
. При отключении нагрузок
вышеуказанными аппаратами между размыкающимися контактами возникает дуга.

Борьба с ней
осуществляется при пом
ощи

электромагнитных

катушек, совмещѐнных с

дугогасительными
камерами
. Среди других способов известны использование вакуумных и масляных выключателей, а
также методы отвода

тока на временную нагрузку, самостоятельно разрывающую электрическую
цепь.

19)).
Взаимодействие электрического тока и магнита. Разработка основ
электродинамики.

Взаимодействие электрического тока и магнита

Расширение и углубление исследований
электрических явлений привели к открытию и изучению
новых свойств электрического тока. В 1820 г. были опубликованы и продемонстрированы опыты Г.
X. Эрстеда по наблюдению действия тока на магнитную стрелку.

Немецкий физик Иоганн X. С. Швейггер (1779

1857 гг
.) предложил использовать отклонение
магнитной стрелки электрическим током для создания первого измерительного прибора


индикатора тока. Его прибор, получивший название «мультипликатора»

В 1825 г. флорентийский профессор Леопольдо Побили (1784

1835 гг.) с
комбинировал
астатическою пару с мультипликатором и устроил таким образом более чувствительный прибор


прообраз гальванометра.

Новым шагом от качественных наблюдений действия тока на магнит к определению
количественных зависимостей явилось установление фр
анцузскими учеными Жаном Батистом Био
(1774


1862 гг.) и Феликсом Саваром (1791


1841 гг.) закона действия тока на магнит.

Разработка основ электродинамики.

Важнейшее научное и методологическое значение в расширении исследования новых явлений
имели труды
одного из крупнейших французских ученых


Андре Мари Ампера (1775

1836 гг.),
заложившие основы электродинамики.

Ампером впервые были введен термин «электрический ток» и понятие о направлении
электрического тока. Кстати, это он предложил считать за
направление тока "движение
положительного электричества" (от плюса к минусу во внешней цепи). Наблюдая отклонение
магнитной стрелки под влиянием протекающего по проводнику тока, Ампер сумел сформулировать
правило, позволяющее определить направление отклоне
ния стрелки в зависимости от направления
тока в проводнике.

Особенно важное значение имели исследования Ампером взаимодействий круговых и линейных
токов.

Открыв взаимодействие круговых токов, Ампер начал исследование линейных токов. С этой целью
он построи
л так называемый «станок Ампера»

Серия этих опытов позволила Амперу установить закон взаимодействия линейных токов.
Обнаруженные явления Ампер предложил назвать "электродинамическими" в отличие от
электростатических явлений.

Обобщая результаты своих экспер
иментальных работ, Ампер вывел математическое выражение для
силы взаимодействия токо
в


20)) Мультипликатор Швейггера. Опыты Араго, Био и Лапласа. Гипотеза
молекулярных круговых токов.

Мультипликатор Швей
гера

Мультипликатор Швейгерa
а

в первоначальном виде представлял собой один незамкнутый
оборот проволоки вокруг магнитной стрелки, помещенный в вертикальной плоскости так, что
стрелка приходилась в плоскости этого оборота. Концы проволоки вводились в цепь тока, и затем
наблюдалось откл
онение стрелки от действия этого тока. Впоследствии Швейгер и независимо от
него Поггендорф устроили мультипликатор, обнаруживавший более слабые токи. Такой
мультипликатор состоял из катушки тонкой изолированной проволоки, правильно намотанной на
особой де
ревянной рамке и помещенной плоскостями своих оборотов вертикально; в середине
внутри катушки находилась магнитная стрелка, подвешенная на шелковинке.

Опыт Араго

В 1820 году в Женеве Араго увидел на собрании натуралистов повторение опытов Эрстеда. И конечн
о, тут же
решил познакомить с ними своих соотечественников, используя новоизобретенные приборы. Вернувшись
домой, он собрал нехитрую установку с вольтовым столбом и продумал программу экспериментов.

Чтобы стрелка компаса легче вращалась, понадобилось подпи
лить железную опорную иглу. Вот цепь была
замкнута, и магнитная стрелка послушно отклонилась от проводника, подключенного к вольтову столбу. Но
что это? На блестящий проводник налипло столько железных опилок, что они могли исказить картину опыта.
Экспериме
нтатор тщательно протер серебряный проводник, однако стоило ему положить его на стол, как
опилки вновь налипли. Но ведь серебро


металл немагнитный! Араго выключил ток, и опилки осыпались с
проволоки. Включил


и они снова облепили ее, будто серебро стало

магнитом. Серебро


магнитом! Чудо!

Араго сразу же осознал важность счастливого открытия. Немагнитный серебряный проводник,
подключенный к вольтову столбу, становился магнитом.


Опыты Био и Лапласа.




физический закон для определения вектора

индукции

магнитного поля
,
порождаемого постоянным
электрическим током
. Был установлен экспериментально в

1820
году

Био

и

Саваром

и сформулирован в об
щем виде

Лапласом
. Лаплас показал также, что с
помощью этого закона можно вычислить магнитное п
оле движущегося точечного заряда (считая
движение одной заряженной частицы током).

Закон Био

Лапласа играет в

магнитостатике

ту же роль, что и

закон Кулона

в электростатике.
Закон Био

Лапласа можно считать главным законом магнитостатики, получая из него остальные
ее результаты.

В современной формулировке закон Био

Лапласа чаще рассматривают как
следствие
двух

уравнений Максвелла

для магнитного поля при условии постоянства

электрического поля, т.е.
в современной формулировке уравнения Максвелла выступают как более фундаментальные
(прежде всего хотя бы потому, что формулу Био

Савара

Лапласа нельзя просто обобщить на
общий случай полей, зависящих от времени).


Гипотеза молеку
лярных круговых токов.

В надаПВ иссПВдФванин СагнВтизСа дПн ФбзнснВнин свФйств пФстФннниб СагнитФв АСпВШ видвинЭП
сСВПЭм пФ тВС вШВСВнаС гипФтВзЭ Ф сЭжВствФвании таН називаВСиб "СФПВНЭПнШниб тФНФв",
сФвФНЭпнФстй НФтФШиб ФбзнсннВт СагнитниВ свФйства вВжВства. В настФнжВВ вШВСн ги
пФтВза АСпВШа
пШВдставПнВтсн дЭтй Пи нВ ФдВвиднФй, аизидВсНиВ СВбанизСи, ФтвВтствВнниВ за СагнитниВ свФйства
вВжВств, изЭдВни знадитВПйнФ бФПВВ гПЭбФНФ, дВС ктФ биПФ вФзСФжнФ вФ вШВСВна АСпВШа.

21
))

ОтНШитиВ тВШСФкПВНтШидВства
.

бстанФвПВниВ
заНФн
Фв
кПВНтШидВсНФй вВпи.

В 1821 г. проф. Берлинского университета Т. И. Зеебек, зани
маясь
исследованием,открыл новое явление, заключав
шееся в следующем. К висмутовой
пластине была припая
на медная пластинка. Внутри образовавшегося контура
помещалась маг
нитн
ая стрелка D?. При подогревании одного из спаев магнитная
стрелка отклонялась, что указыва
ло на прохождение по контуру электрического тока.
Это отклонение пока
зывает, что в металлах идет ток, имеющий направление над
стрелкой справа налево, а под нею


сл
ева направо.

Если вместо нагревания спая охлаждать спай , то в кон
туре возникнет ток такого же
направления. Зеебек правильно установил, что причина появле
ния электрического
тока в этих опытах связана с теплотой, сооб
щаемой спаю или отнимаемой от него, и

назвал обнаруженное явление «термомагнетизмом» (позднее этот термин был
заменен на «
термоэлектричество»).

Фундаментальное исследование вопроса о направлении термоэлек
трического тока
произвел А. С. Бекке
-
рель. Ему удалось расположить металлы в термоэлектр
ический
ряд в котором каждый предыдущий ме
талл дает ток через нагретый спай к каждому
последующему. Бекке
-
рель показал, что термоэлектриче
ский ток может возникнуть
не толь
ко при употреблении разнородных металлов, но и при условии разли
чия в
структуре и
ли плотности про
водника с одной и другой стороны от нагреваемого
места.

В течение длительного времени термоэлементы вследствие их край
ней
неэкономичности получали при
менение только для измерения тем
ператур. Как
известно, благодаря успехам современной н
ауки и техни
ки в области
полупроводников созданы предпосылки для разра
ботки более экономичных
термоэлементов.

В 1834 г. французским ученым Пельтье были обнаружены более широкое проявление
термоэлектрических действий и их обрати
мость: при прохождении эле
ктрического
тока через спай двух различных металлов имеет место выделение или поглощение
тепла в зависимости от направления тока. В 1838 г. явление Пельтье было изучено в
Петербурге академиком Э. X. Ленцем, который, пользуясь этим методом, заморозил
воду,
окружавшую место спая. Позднее были созданы специальные устройства


термопары, применяемые для измерения температур, лучистой энергии и др.

По мере углубления исследований электрического тока под
готавливаются условия
для перехода от качественных наблюде
ний явлений в электрической цепи к
установлению некоторых количественных отношений.

Как уже отмечалось, еще В. В. Петров в начале XIX в. ука
зал на связь между
сечением проводника и протекающим по не
му током. В 1821 г. Дэви установил, что
проводимость про
вод
ника зависит от материала и температуры; он также пришел к
выводу о зависимости проводимости от площади сечения про
водника. Более глубоко
эти явления были исследованы немец
ким физиком Г. С. Омом.

Первый этап исследований Ома относился к изучению пр
о
водимости проводника, по
ко
торому проходит ток.
Для этих целей Ом устроил прибор, по
добный крутильным
весам Ку
лона; на ниш (вместо бузиновых шариков, имеющихся в приборе Куло
на)
была подвешена магнитная стрелка. По углу кручения ни
ти можно было суди
ть о
токе, действующем на стрелку. По
мещая магнитную стрелку при
бора над
проводником, распо
ложенным в направлении маг
нитного меридиана, Ом устано
вил,
что угол кручения нити, характеризующий отклоняющее действие тока, оставался
посто
янным. На основани
и этих опы
тов он пришел к выводу о том, что ток в
различных участках: цепи остается постоянным. Последующими опытами Ом устано
-
вил, что ток в проводнике прямо пропорционален площади попе
речного сечения
проводника и обратно пропорционален его длине.

Э. X.
Ленц показал, что
закон

Ома справедлив и для цепей с индукционными токами.
Таким образом, Ленц расширил рамки
-
применимости
закон
а Ома и своими трудами
много содейство
вал тому, что с 40
-
х годов этот
закон

получает признание и ши
роко
применяется в научных
исследованиях и на практике в слу
чаях, когда источник
электродвижущей силы питает неразветвленную электрическую цепь.

В 1847 г. немецкий физик Г. Р. Кирхгоф сформулировал
закон
ы, устанавливающие
связь между электродвижущими силами, вве
денными в цепь, ток
ами и
сопротивлениями, которые неодинако
вы в разных ветвях сложной цепи.


22
))
.
Опити АСпВШа, ОСа, даШадВн, ЛВнва, КиШбгФаа.



(
Ампер

)В 1820 г. датский физик Эрстед обнаружил, что магнитная стрелка
поворачивается при пропускании электрического тока через проводник, находящийся
около нее.В том же году французский физик Ампер установил, что два проводника,
расположенные параллельно друг
другу, испытывают взаимное притяжение, если ток
течет по ним в одном направлении, и отталкивание, если токи текут в разных
направлениях .Явление взаимодействия токов Ампер назвал

электродинамическим
взаимодействием
. Магнитное взаимодействие движущихся элек
трических зарядов,
согласно представлениям теории близкодействия, объясняется следующим образом:
всякий движущийся электрический заряд создает в окружающем пространстве
магнитное поле.

Магнитное поле



особый вид материи. Его источником является
любое пере
менное электрическое поле.



(
Ом)
В Кельне, Ом проработал девять лет. Именно здесь он «превратился» из
математика в физика. Наличие свободного времени способствовало формированию
Ома как физика
-
исследователя. Он с увлечением отдается новой работе, просиживая

долгие часы в мастерской коллегии и в хранилище приборов .Ом занялся
исследованиями электричества. Он начал свои экспериментальные исследования с
определения относительных величин проводимости различных проводников.
Применив метод, который стал теперь кла
ссическим, он подключал последовательно
между двумя точками цепи тонкие проводники из различных материалов
одинакового диаметра и изменял их длину так, чтобы получалась определенная
величина тока.

Следовательно, при изменении температуры одного из спаев
пр
имерно в 11 раз, возбуждающая сила термопары уменьшается примерно во столько
же раз. На основании этих исследований Ом делает вывод, что возбуждающая сила
термоэлемента пропорциональна разности температур спаев.

Кроме того, Ом
установил, что постоянная


не

зависит ни от возбуждающей силы, ни от длины
включенной проволоки. В последующих опытах Ом изучал влияние температуры
проводников на их сопротивление. Он вносил исследуемые проводники в пламя,
помещал их в воду с толченым льдом и убеждался, что электричес
кая проводимость
проводников уменьшается с повышением температуры и увеличивается с
понижением ее.

Основательно убедившись в справедливости полученного выражения, которое
представляло собой
закон

электрических цепей, Ом в дальнейших экспериментах
использует его для исследования режима работы «вольтова столба» и
мультипликатора Швейггера


Поггендорфа. Выводы из этих экспериментов
позволили Ому использовать мультипликатор в качестве электроизмерительного
прибора в последующих опытах.




классические
о
пыты Фарадея
, с помощью которых было открыто явление
электромагнитной индукции.


Опыт I

Если в соленоид, который замкнут на гальванометр, вдвигать или выдвигать
постоянный магнит, то в моменты его вдвигания или выдвигания мы видим
отклонение стрелки гальва
нометра (возникает индукционный ток); при этом
отклонения стрелки при вдвигании и выдвигании магнита имеют противоположные
направления. Отклонение стрелки гальванометра тем больше, чем больше скорость
движения магнита относительно катушки. При смене в опыт
е полюсов магнита
направление отклонения стрелки также изменится. Для получения индукционного
тока можно оставлять магнит неподвижным, тогда нужно относительно магнита
перемещать соленоид.


Опыт II
. Концы одной из катушек, которая вставлена одна в другую,
присоединяются к гальванометру, а через другую катушку пропускается ток. В
моменты включения или выключения тока наблюдается отклонение стрелки
гальванометра, а также в моменты его уменьшения или увеличения, а также при
перемещении катушек друг относительн
о друга (рис. 1б). Направления отклонений
стрелки гальванометра также имею противоположные направления при включении
или выключении тока, его увеличении или уменьшении, приближении или удалении
катушек.

Исследуя результаты своих многочисленных опытов, Фара
дей пришел к
заключению, что индукционный ток возникает всегда, когда в опыте осуществляется
изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции. Например, при
повороте в однородном магнитном поле замкнутого проводящего контура в нем
также появляетс
я индукционный ток
-

в этом случае индукция магнитного поля
вблизи контура остается постоянной, а меняется только поток магнитной индукции
сквозь контур.



В результате опыта было также установлено, что значение индукционного тока
абсолютно

не зависит от с
пособа изменения потока магнитной индукции, а
определяется лишь скоростью его изменения

(также в опытах Фарадея доказывается,
что отклонение стрелки гальванометра (сила тока) тем больше, чем больше скорость
движения магнита, или скорость изменения силы ток
а, или скорость движения
катушек).



Открытие явления электромагнитной индукции имело огромное значение, поскольку
была дана возможность получения электрического тока с помощью магнитного поля.
Этим оьткрытие дало взаимосвязь между электрическими и магнитн
ыми явлениями,
что в дальнейшем послужило толчком для разработки теории электромагнитного
поля.



Ленца

При внесении в катушку магнита в ней возникает индукционный ток. Если к
катушке присоединить гальванометр, то можно заметить, что направление тока
будет з
ависеть от того приближаем ли мы магнит или удаляем его.

Магнит будет взаимодействовать с катушкой либо притягиваясь, либо отталкиваясь
от нее. Это будет возникать вследствие того, что катушка с проходящим по ней
током, будет подобна магниту с двумя полюса
ми. Направление индуцируемого тока
будет определять, где у катушки будет находиться какой из полюсов.

Если приближать к катушке магнит, то в ней будет возникать индукционный ток
такого направления, что катушка обязательно будет отталкиваться от магнита. Ес
ли
мы будет удалять магнит от катушки, то при этом в катушке возникнет такой
индукционный ток, что она будет притягиваться к магниту.

Стоит отметить, что не важно каким

полюсом мы подносим или убираем магнит,
всегда при подносе катушка будет отталкиваться, а при удалении притягиваться.
Различие состоит в том, что при приближении магнита к катушке магнитный поток,
который будет пронизывать катушку, увеличивается, так как
у полюса магнита
кучность линий магнитной индукции увеличивается. А при удалении магнита,
магнитный поток, пронизывающий катушку, будет уменьшаться.

Узнать направление индукционного тока можно. Для этого существует

правило
Ленца
. Оно основано на
закон
е
сохранения.



(
Густав Кирхгоф
.

)
Впервые исследование спектров поглощающих одноатомный газ,
имеющий линейчатые спектры испускания, пропуская через него белый свет были
сделаны в 1854 году, и выполнил их

Густав Кирхгоф
.

Он вводил в пламя газовой
горелки источник паров натрия (металлический натрий в маленьком тигле) или
асбест, смоченный раствором поваренной

соли. Пламя горелки при этом приобретало
характерную желтую окраску, соответствующую излучению паров натрия, а в
спектре этого излучения были видны две близко расположенные светлые желтые
линии. Затем пред грелкой помещали

дуговую лампу

таким образом, чтобы свет от
дуги мог попасть в щель спектроскопа только пройдя сквозь пламя г
орелки. В
спектре белого света от электрической дуги при этом получались две темные линии
как раз в том месте, где находились желтые линии спектра испускания паров
натрия.Возникновение этих линий объясняется тем, что атомы натрия из всех
проходящих лучей п
оглощают те, которые сами способны излучать. Поглощая
желтые лучи из света дуги, пары натрия продолжают, конечно, сами испускать
желтый свет. Однако температура дуги значительно выше, чем температура пламени
горелки, и дуга дает более яркий спектр, на фоне

которого желтые линии паров
натрия кажутся темными. Таким образом, желтый свет по
-
прежнему есть в таком
спектре: если погасить электрическую дугу, на экране будет ясно виден спектр паров
натрия в том месте, где были видны темные линии.Такое явление обраще
ния
спектральных линий наблюдается в спектрах испускания и поглощения газов и паров
многих других элементов и выражается

закон
ом Кирхгофа
.


23)) Открытие электромагнитной индукции. Опыты Фарадея.

Как известно, электрические токи порождают вокруг себя магнитное поле. Связь
магнитного поля с

током дала толчок к многочисленным попыткам возбудить ток в
контуре с помощью магнитного поля. Эта фундаментальное открытие было блестяще
сделано в 1831 г. английским физиком М. Фарадеем, который открыл явленение
электромагнитной индукции. Оно говорит о т
ом, что в замкнутом проводящем
контуре при изменении потока магнитной индукции, охватываемого этим контуром,
возникает электрический ток, получивший название инду
кционного.


Приведем классические опыты Фарадея, с помощью которых было открыто явле
ние
элект
ромагнитной индукции.

Опыт I

(рис. 1а). Если в соленоид, который замкнут на гальванометр, вдвигать или
выдвигать постоянный магнит, то в моменты его вдвигания или выдвигания мы
видим отклонение стрелки гальванометра (возникает индукционный ток); при этом
отклонения стрелки при вдвигании и выдвигании магнита имеют противоположные
направления. Отклонение стрелки гальванометра тем больше, чем больше скорость
движения магнита относительно катушки. При смене в опыте полюсов магнита
направление отклонения стрелк
и также изменится. Для получения индукционного
тока можно оставлять магнит неподвижным, тогда нужно относительн
о магнита
перемещать соленоид.

Опыт II.

Концы одной из катушек, которая вставлена одна в другую,
присоединяются к гальванометру, а через другую
катушку пропускается ток. В
моменты включения или выключения тока наблюдается отклонение стрелки
гальванометра, а также в моменты его уменьшения или увеличения, а также при
перемещении катушек друг относительно друга (рис. 1б). Направления отклонений
стрел
ки гальванометра также имею противоположные направления при включении
или выключении тока, его увеличении или уменьшении, приближении или удалении
катушек.









Рис.1




Исследуя результаты своих многочисленных опытов, Фарадей пришел к
заключению, что индукционный ток возникает всегда, когда в опыте осуществляется
изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции. Например, при
повороте в однородном магнитном пол
е замкнутого проводящего контура в нем
также появляется индукционный ток
-

в этом случае индукция магнитного поля
вблизи контура остается постоянной, а меняется только поток маг
нитной индукции
сквозь контур.


В результате опыта было также установлено, что

значение индукционного тока
абсолютно не зависит от способа изменения потока магнитной индукции, а
определяется лишь скоростью его изменения (также в опытах Фарадея доказывается,
что отклонение стрелки гальванометра (сила тока) тем больше, чем больше скор
ость
движения магнита, или скорость изменения силы тока, и
ли скорость движения
катушек).


Открытие явления электромагнитной индукции имело огромное значение, поскольку
была дана возможность получения электрического тока с
помощью магнитного поля.
Это о
ткр
ытие дало взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями, что
в дальнейшем послужило толчком для разработки теории электромагнитного поля.

24))

Оборачиваемость электрической и тепловой энергии.
Закон

Джоуля
-
Ленца.

При прохождении электрического
тока через металлический проводник электроны
сталкиваются то с нейтральными молекулами, то с молекулами, потерявшими
электроны.


Движущийся электрон либо отщепляет от нейтральной молекулы новый электрон,
теряя свою кинетическую энергию и образуя новый поло
жительный ион,

либо
соединяется с молекулой,
потерявшей электрон (с положительным ионом)
, образуя
нейтральную молекулу.

При столкновении электронов с молекулами расходуется
энергия
, которая превращается в тепло.

Любое движение, при котором преодолевается с
опротивление, требует

эатраты
определенной энергии.


Так, н
апример, для перемещения какого
-
либо тела преодолевается сопрот
ивление
трения, и
работа, затраченная на это, превращается в тепло.


Электрическое сопротивление прово
дника играет ту же роль, что и
сопротивление
трения.
Таким образом, для проведения тока через проводник источник тока
затрачивает некоторую энергию, которая превращается в тепло.


Переход электрической энергии в тепловую

отражает
закон

Ленца


Джоуля
или

закон

теплового действия тока.

Зависимость количества выделяемой теплоты от силы тока изучали английский
физик Джеймс Джоуль и русский физик Эмилий Ленц. Они пропускали ток по
спирали, помещенной в калориметр с водой. Через некоторое время вода нагревалась.
По еѐ температуре легко было
вычислить количество выделившейся теплоты. Из
проведенных опытов практически одновременно Джоуль и Ленц пришли к выводу,
что при прохождении гальванического тока I по проводнику, обладающему
определенным сопротивлением C, в течение времени t
выделяется опр
еделенное
количество теплоты
Q
.

Они установили, что
при прохождении электрического тока по проводнику
количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату
тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электричес
кий ток

протекал по проводнику.

Это положение называется
закон
ом Л
енца
-

Джоуля.


Если обозначить количество теплоты, создаваемое током, буквой B (Дж), ток,
протекающий по проводнику
-

I, сопротивление проводника
-

C и время, в
те
чение которого ток протекал по
п
роводнику
-

t, то
закон
у Ленца
-

Джоуля
можно придать следующее выражение:

Q

=
I
2
Rt
.


Так

как

I

=
U
/
R

и

R

=
U
/
I
,
то

Q

= (
U
2
/
R
)
t

=
UIt
.

25))

Работы Максвелла.

Создание теории электромагн
итного поля.

Когда Джеймс Максвелл в 1855 начал исследования электрических и магнитных
явлений, многие из них уже были хорошо изучены: в частности, установлены
закон
ы
взаимодействия неподвижных электрических зарядов (
закон

Кулона) и токов (
закон

Ампера); доказано, что
магнитные взаимодействия есть взаимодействия движущихся
электрических зарядов. Большинство ученых того времени считало, что
взаимодействие передается мгновенно, непосредственно через пустоту (теория
дальнодействия).

Решительный поворот к теории близкодейс
твия был сделан Майклом Фарадеем в 30
-
е гг. 19 в. Согласно идеям Фарадея, электрический заряд создает в окружающем
пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой, и
наоборот. Взаимодействие токов осуществляется посредством магнитно
го поля.
Распределение электрических и магнитных полей в пространстве Фарадей описывал с
помощью силовых линий, которые по его представлению напоминают обычные
упругие линии в гипотетической среде


мировом эфире.

Максвелл полностью воспринял идеи Фарадея

о существовании электромагнитного
поля, то есть о реальности процессов в пространстве возле зарядов и токов. Он
считал, что тело не может действовать там, где его нет.

Первое, что сделал Д.К. Максвелл


придал идеям Фарадея строгую
математическую форму, с
толь необходимую в физике. Выяснилось, что с введением
понятия поля
закон
ы Кулона и Ампера стали выражаться наиболее полно, глубоко и
изящно. В явлении электромагнитной индукции Максвелл усмотрел новое свойство
полей: переменное магнитное поле порождает в
пустом пространстве электрическое
поле с замкнутыми силовыми линиями (так называемое вихревое электрическое
поле).

Следующий, и последний, шаг в открытии основных свойств электромагнитного поля
был сделан Максвеллом без какой
-
либо опоры на эксперимент. Им
была высказана
гениальная догадка о том, что переменное электрическое поле порождает магнитное
поле, как и обычный электрический ток (гипотеза о токе смещения). К 1869 все
основные
закон
омерности поведения электромагнитного поля были установлены и
сформули
рованы в виде системы четырех уравнений, получивших название
Максвелла уравнений.

Уравнения Максвелла


основные уравнения классической макроскопической
электродинамики, описывающие электромагнитные явления в произвольных
средах и в вакууме. Уравнения Макс
велла получены Дж. К. Максвеллом в 60
-
х
гг. 19 в. в результате обобщения найденных из опыта
закон
ов электрических и
магнитных явлений.

Из уравнений Максвелла следовал фундаментальный вывод: конечность скорости
распространения электромагнитных взаимодействи
й. Это главное, что отличает
теорию близкодействия от теории дальнодействия. Скорость оказалась равной
скорости света в вакууме: 300000 км/с. Отсюда Максвелл сделал заключение, что
свет есть форма электромагнитных волн.

Работы по молекул
ярно
-
кинетической т
еории газов

Чрезвычайно велика роль Джеймса Максвелла в разработке и становлении
молекулярно
-
кинетической теории (современное название


статистическая
механика). Максвелл первым высказал утверждение о статистическом характере
закон
ов природы. В 1866 им б
ыл открыт первый статистический
закон



закон

распределения молекул по скоростям (Максвелла распределение). Кроме того, он
рассчитал значения вязкости газов в зависимости от скоростей и длины свободного
пробега молекул, вывел ряд соотношений термодинамики.

Распределение Максвелла


распределение по скоростям молекул системы в
состоянии термодинамического равновесия (при условии, что поступательное
движение молекул описывается
закон
ами классической механики). Установлено
Дж. К. Максвеллом в 1859.

Максвелл бы
л блестящим популяризатором науки. Он написал ряд статей для
Британской энциклопедии и популярные книги: «Теория теплоты» (1870), «Материя
и движение» (1873), «Электричество в элементарном изложении» (1881), которые
были переведены на русский язык; читал л
екции и доклады на физические темы для
широкой аудитории. Максвелл проявлял также большой интерес к истории науки. В
1879 он опубликовал труды Г. Кавендиша по электричеству, снабдив их обширными
комментариями.

26)) оПВНтШФСагнВтизС.

бстанФвПВниВ свнзВй СВждЭ кПВНтШидВсНиСи и
СагнитниСи нвПВнинСи
.





одно из четырѐх

фундаментальных взаимодействий
.
Электромагнитное взаимодействие существует между

частицами
, обладающими

электрическим зарядом
. С
современной точки зрения электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами
осуществляется не прямо, а только посредством электромагнитного поля.

Первоначально электричество и магнетизм считались двумя отдельными силами. Эта точка зрения
изменилась, однако, с публикацией в 1873 году работы

Джеймса Максвелла

«Трактат по электричеству и
магнетизму», в которой
было показано, что взаимодействие положительных и отрицательных зарядов
регулируется одной силой. Существуют четыре основных эффекта, следующие из этих взаимодействий,
которые были ясно продемонстрированы экспериментами:

1.

Электрические заряды притягиваются
или отталкиваются друг от друга с силой, обратно пропорциональной
квадрату расстояния между ними: разноимѐнные заряды притягиваются, одноимѐнные



отталкиваются.

2.

Магнитные полюса (или состояния поляризации в отдельных точках) привлекают или отталкивают дру
г друга
похожим способом и всегда идут парами: каждый северный полюс не существует отдельно от южного.

3.

Электрический ток в проводе создает круговое магнитное поле вокруг провода, направленное (по или против
часовой стрелки) в зависимости от течения тока.

4.

Т
ок индуцируется в петле провода, когда он сдвигается ближе или дальше относительно магнитного поля
или магнит перемещается ближе или дальше от петли провода; направление тока зависит от направления
этих перемещений.

27)) ЗаШФждВниВ ФснФв кПВНтШФдинаСиНи.


Не менее, чем тепловое и световое, для естествоиспытателей в 8)8 веке представляло интерес
электродинамическое

действие электрического тока, то есть способы прямого преобразования
электрической энергии в работу.

Ранее было показано, что соленоид при прохож
дении через него тока действует, как магнит, и
притягивается или отталкивается от полюсов другого магнита. Легко предположить, что и два
соленоида, через которые проходит ток, будут действовать друг на друга подобно двум магнитам. И,
действительно, такое в
заимодействие было установлено и подтверждено опытным путем Ампером в
1820 г.

Ампер доказал существование взаимодействия не только параллельных, но и произвольно
перекрещенных проводников, через которые проходит ток. При этом они производят друг на друга
т
акое действие, что стремятся стать параллельно друг к другу, причем так, чтобы токи в них имели
одинаковое направление.

Величина электродинамической силы, с которой действуют друг на друга электрические проводники,
зависит от их взаимного положения, рассто
яния между ними, а также от силы протекающего в них
тока. В общем случае эта сила пропорциональна произведению обоих токов, протекающих в
проводниках.

Ампер вывел теоретически свой основной электродинамический закон только для двух элементов с
током, но не

для замкнутых контуров с током. Первенство в теоретическом определении
электродинамической силы тока в замкнутом контуре принадлежит Вильгельму Веберу.


28)) РаздВПйниВ пЭти Шазвитин кПВНтШидВсНиб гВнВШатФШФв и
кПВНтШидВсНиб двигатВПВй. ОснФвниВ ктапи в Ш
азвитии
кПВНтШФдвигатВПВй и гВнВШатФШФв.

Первоначально развитие электрических генераторов и электри
ческих двигателей шло
раздельными путями, что вполне соответствовало состоянию науки об электричестве и магнетизме
того периода: принцип обратимости
электрической машины был от
крыт только в 30
-
х годах, но его
использование в широких масш
табах начинается лишь с 70
-
х годов прошлого века. В связи с зтий
представляется вполне правомерным рассматривать отдельно ис
торию создания электродвигателя и
генерат
ора в период до 3870 г

А поскольку единственным надежным н изученным источником электроэнергии был до середины
8)8 века только гальванический цемент, то естественно, первыми стали развиваться электриче
ские
машины постоянного тока.

В развитии электродвигат
еля постоянного тока молено наметить три основных этапа, впрочем,
достаточно условных, так как конст
рукции и принципы действия электродвигателей, характерные
для одного этапа, в отдельных случаях появлялись вновь спустя много лет. Вместе с тем, более
позд
ние и более прогрессивные конструкции в их зачаточной форме нередко можно найти в
первоначальном пе
риоде развития электродвигателя. Для характеристики каждого эта
па
совершенствования электродвигателя в дальнейшем изложении рассматриваются только наиболее

типичные конструкции.

Начальный период развития электродвигателя г1821

1834 гг.д тесно связан с созданием
физических приборов для демонстрации непрерывного преобразования электрической энергии в
механиче
скую и начинается с описанного выше опыта Фарадея.

Возможность превращения электрической энергии в меха
ническую показывалась и во многих
других экспериментах. Так, в книге П. Барлоу ФИсследование магнитных притяже
ний»,
опубликованной в 1824 г., описывалось устройство, из
вестное под названием Фколеса
Барлоу» и
являющееся одним из исторических памятников предыстории развития электро
двигателя. Колесо
Барлоу представляло собой два медных зубчатых колеса, сидящих на одной оси, которые сопри
-
касались с ванночка
ми, наполненными ртутью, и находились между п
олюсами по
стоянных магнитов.
При пропускании тока через колеса они начинали быстро

вращаться.

Второй этап раннего развития электрических двигателей г1834

1860 гг.д характеризуется
преобладанием конструкций с врашательным движением явнополюсного якоря. Вра
щающий мо
мент
на валу у таких двигателей обычно был пульсирующим.

Наиболее характерные и существенно важные работы по конст
руированию электродвигателей
этого рода принадлежат петербур
гскому профессору С. Якоби

Новый, третий этап в развитии электродвига
телей постоянного тока, связан с разработкой
конструкций, содержащих непрерыв
ную обмотку на якоре. Конструктивно якорь выполнялся сначала
в виде кольца или полого цилиндра с обмоткой кольцевого типа, когда провод при намотке
пропускался через внутреннюю п
о
лость, затем стали выполнять цилиндрические сердечники с
обмоткой барабанного типа, когда провод размещался только на наружных поверхностях сердечника.
В обоих случаях линии магнитного потока входили в сердечник якоря перпенди
кулярно поверхности
цилиндр
а, а не в торец, как при стержневом якоре.

Первым конструкцию кольцевого якоря предло
жил в 1860 г. студент гвпоследствии профессорд
Пизанского университета Антонио Пачинотти г1841

1912 гг.д.


29дд Первые электрические двигатели.

Конструктивные и
принципиальные особенности электродвигателей того времени


Принцип преобразования электрической энергии в механическую энергию электромагнитным полем
был продемонстрирован британским учёным Майклом

Фарадеем

в 1821 и состоял из свободно
висящего провода, окунающегося в ртуть. Постоянный магнит был установлен в середине ванны со

ртутью. Когда через провод пропускался ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток
вызывал циклическое магнитное поле вокруг провода
[4]
. Этот двигатель часто демонстрируется в
школьных классах физики, вместо токсичной ртути используют рассол. Это



самый простой вид из
класса электрических двигателей. Последующим усовершенствованием является

Колесо Барлоу
. Оно
было демонстрационным устройством, непригодным в практических применениях из
-
за
ограниченной мощности.

Изобретатели стремились с
оздать электродвигатель для производственных нужд. Они пытались
заставить железный сердечник двигаться в поле электромагнита возвратно
-
поступательно, то есть
так, как движется поршень в цилиндре паровой машины. Русский ученый Б.

С.

Якоби пошел иным
путем.
В 1834

г. он создал первый в мире практически пригодный электродвигатель с вращающимся
якорем и опубликовал теоретическую работу ФО применении электромагнетизма для приведения в
движение машины».

Б.

С.

Якоби

писал, что его двигатель несложен и Фдает непосредственно круговое
движение, которого гораздо легче преобразовать в

другие виды движения, чем возвратно
-
поступательное».

Вращательное движение якоря в двигателе Якоби происходило вследствие попеременного
притяжения и отталкивания электромагнитов. Неподвижная группа 5
-
образных электромагнитов
питалась током непосредственно

от гальванической батареи, причем направление тока в этих
электромагнитах оставалось неизменным. Подвижная группа электромагнитов была подключена к
батарее через коммутатор, с помощью которого направление тока в каждом электромагните
изменялось раз за оди
н оборот диска. Полярность электромагнитов при этом соответственно
изменялась, а каждый из подвижных электромагнитов попеременного притягивался и отталкивался
соответствующим неподвижным электромагнитом: вал двигателя начинал вращаться. Мощность
такого дви
гателя составляла всего 15 Вт. Впоследствии Якоби довел мощность электродвигателя до
550 Вт. Этот двигатель был установлен сначала на лодке, а позже на железнодорожной платформе.

В 1839 г. Якоби построил лодку с электромагнитным двигателем, который от 69 э
лементов Грове
развивал 1 лошадиную силу и двигал лодку с 14 пассажирами по Неве против течения. Это было
первое применение электромагнетизма к передвижению в больших размерах.




30дд Развитие и конструктивные особенности электрических
генераторов.


ПФтШВбнФстй в бФПйеВС кааВНтВ СВбанидВсНиб гВнВШатФШФв тФНа пШивВПа Н НФнвЭ пВШвФгФ ктапа Н
свФВФбШазнФй НФнстШЭНвии НФСпании «АПйннс», ШазШабФтаннФй НФППВ (БВПйгин), ван МаПйдВШВнФС
(дШанвин) и еФПСсФС (АнгПин). В ктФС гВнВШатФШВ ЭстанФвПВнФ 24 пФстФннниб

Сагнита пФ вФсйСи ШадиЭсаС
пФ тШи в ШндЭ. б пФПмсФв ктиб СагнитФв пШФбФдиПи, вШажансй, 32 НатЭеНи с пШФвФдниНФС. аФН, гВнВШиШЭВСий
в НатЭеНаб, пФстЭпаП Н 32 пПастинаС НФППВНтФШа, с НФтФШиб сниСаПсн пФсШВдствФС ШФПиНФв.

ДаПйнВйеВВ ШазвитиВ гВнВШатФШФв пФ П
инии ЭвВПидВнин дисПа СагнитФв и НатЭеВН станФвиПФсй
затШЭднитВПйниС, и гВнВШатФШ «АПйннс» нвиПсн заНПмдамжВй СаеинФй пВШвФгФ ктапа. ГВнВШатФШи
«АПйннс» испФПйзФваПисй дПн питанин тФНФС дЭгФвиб аФнаШВй СанНФв͖ в 1857
4
1865 гг. в кНспПЭатавии
набФдиПФсй ФНФП
Ф 100 таНиб Саеин. Одна из ниб пШивФдиПасй в движВниВ паШФвФй СаеинФй СФжнФстйм
ФНФПФ 10 П. с.

ВтФШФй пВШиФд Шазвитин гВнВШатФШФв, дПивеийсн с 1851 пФ 1867 г., баШаНтВШизЭВтсн ФтНазФС Фт пФстФннниб
СагнитФв и заСВнФй иб кПВНтШФСагнитаСи, пШидВС дПн питанин

тФНФС кПВНтШФСагнитФв испФПйзФваПсн
ФтдВПйний истФдниН тФНа в видВ СагнитФкПВНтШидВсНФй Саеини пВШвФгФ ктапа иПи в видВ гаПйванидВсНФй
батаШВи. ПШиСВШФС таНФгФ гВнВШатФШа с нВзависиСиС вФзбЭждВниВС кПВНтШФСагнитФв СФжВт сПЭжитй
гВнВШатФШ ангПиданина байПй
да.

ГВнВШатФШ сФстФит из двЭб саСФстФнтВПйниб гВнВШатФШФв, ШаспФПФжВнниб Фдин над дШЭгиС и ФтПидамжибсн
тВС, дтФ вВШбний нВбФПйеФй гВнВШатФШ иСВВт пФстФннниВ пФдНФвФФбШазниВ Сагнити 1, а нижний
4

кПВНтШФСагнити с ФбСФтНФй 2, питаВСФй тФНФС Фт вВШбнВгФ гВнВ
ШатФШа. Оба пШивФднтсн в движВниВ
ШВСннСи Фт двигатВПн.

Маеини с нВзависиСиС вФзбЭждВниВС нВизбВжнФ пФдгФтФвиПи надаПФ тШВтйВгФ ктапа Шазвитин
гВнВШатФШФв. ДВйствитВПйнФ, пШи кНспПЭатавии таНиб Саеин ПВгНФ биПФ ЭстанФвитй, дтФ Саеина нВ тФПйНФ
гВнВШиШЭВт т
ФН, бЭдЭди питаВСФй тФНФС вФзбЭждВнин Фт сФбствВннФй НатЭеНи, нФ всПВдствиВ нвПВнин
ФстатФднФгФ СагнВтизСа пФзвФПнВт гВнВШиШФватй тФН Фт сФстФннин пФНФн. ааН вФзниНПи
кПВНтШФСВбанидВсНиВ гВнВШатФШи тФНа с саСФвФзбЭждВниВС, пФПЭдивеиВ еиШФНФВ ШаспШФстШанВни
В с 1867
г.

ПВШвий патВнт на СаеинЭ с саСФвФзбЭждВниВС биП пФПЭдВн датданинФС еиФШтФС ВжВ в 1854 г., нФ
Фпасансй, дтФ саСФвФзбЭждВниВ бЭдВт нВдФстатФдниС, еиФШт пФставиП в свФВС гВнВШатФШВ и пФстФннниВ
Сагнити. ПФктФСЭ Саеина еиФШта, НаН пВШВбФдний тип, нВ

пШивПВНПа Н сВбВ дФПжнФгФ вниСанин.

ОднаНФ в 1866 г. ангПийсНиВ инжВнВШи КШФСвВПй и СаСЭкПй ВаШПи, а в надаПВ 1867 г. в Фдин и тФт жВ дВнй
нВСВв ВВШнВШ СиСВнс и ангПиданин битстФн пФПЭдиПи патВнти на гВнВШатФШи с нВзависиСиС
вФзбЭждВниВС.

аВпВШй вФпШФс за
НПмдаПсн тФПйНФ в изисНании наибФПВВ вВПВсФФбШазниб НФнстШЭНтивниб аФШС дПн тФгФ,
дтФби наиПЭдеиС, наибФПВВ кааВНтивниС спФсФбФС испФПйзФватй на пШаНтиНВ пШинвип саСФвФзбЭждВнин.

РВеамжий еаг в ктФС вФпШФсВ биП сдВПан аШанвЭзсНиС изФбШВтатВПВС, бВПйгийвВС
пФ пШФисбФждВним,
ГШаССФС в 1870
4
1871 гг. ГШаСС пФстШФиП гВнВШатФШ с саСФвФзбЭждВниВС, пШидав нНФШм гВнВШатФШа
аФШСЭ НФПйва, сФстФнжВгФ из пЭдНа пШФвФПФНи. ОбСФтНи кПВНтШФСагнитФв питаПисй тФНФС нНФШн
пФсПВдФватВПйнФ: внВеннн вВпй
4
НФППВНтФШ
4

нНФШй
4

НФППВН
тФШ
4

кПВНтШФСагнити
4

внВеннн вВпй.
КФПйвВвФй нНФШй сФвВШеВннФ ЭстШаннП пЭПйсавии тФНа, знадитВПйнФ ЭвВПидиваП Н.п.д. и ЭСВнйеаП ШазСВШи
и вВс гВнВШатФШа на ВдинивЭ ШазвиваВСФй СФжнФсти.


31))Изобретение многофазных электрических машин. Работы Теслы,
Ферр
ариса, Доливо
-
Добровольского.

Т
е
сла

(Eesla) Никола (10.7.1856, Смилян, бывшая Австро
-
Венгрия, ныне СФРЮ,


7.1.1943,
Нью
-
Йорк), изобретатель в области электротехники и радиотехники. Серб по национальности.
Учился в высшем техническом училище в Граце

и Пражском университете (1875

80). До 1882
работал инженером телефонного общества в Будапеште, в 1882

84 в компании Эдисона в
Париже, а затем, эмигрировав в США (1884),


на заводах Эдисона и Вестингауза.



В 1888 Т. (независимо от Г.

Феррариса

и несколько ранее его) дал строгое научное описание
существа явления

вращающегося магнитного поля
.

В том
же году Т. получил свои основные
патенты на изобретение многофазных электрических машин (в т. ч.

асинхронного
электродвигателя
) и системы передачи электроэнергии посредством мно
гофазного
переменного тока. С использованием двухфазной системы, которую Т. считал наиболее
экономичной, в США был пущен ряд промышленных электроустановок, в том числе Ниагарская
ГЭС (1895), крупнейшая в те годы. С 1889 Т. приступил к исследованиям токов В
Ч и высоких
напряжений. Изобрѐл первые образцы электромеханических генераторов ВЧ (в том числе
индукторного типа) и высокочастотный трансформатор (
Тесла трансформатор
,

1891), со
здав
тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники


техники ВЧ. Работы Т. по
беспроволочной передаче сигналов в период 1896

1904 (например, в 1899 под его
руководством сооружена радиостанция на 200

квт

в штате Колорадо) оказали существен
ное
влияние на развитие радиотехники. В эти же годы Т. сконструировал ряд радиоуправляемых
самоходных механизмов (в том числе модель судна, 1898), названных им «телеавтоматами».
После 1900 получил множество др. патентов на изобретения в различных областях
техники
(электрический счѐтчик, частотомер, ряд усовершенствований в радиоаппаратуре, паровых
турбинах и

пр.). В 1917 предложил принцип действия устройства для радиообнаружения
подводных лодок.
Осенью 1888 г. М.О. Доливо
-
Добровольский прочел доклад Г. Ферра
риса о
вращающемся магнитном поле и был крайне удивлен его выводом о практической непригодности
«индукционного» электродвигателя. Еще до этого М.О. Доливо
-
Добровольский заметил, что если замкнуть
накоротко обмотку якоря двигателя постоянного тока npfoercfт
орможении (т.е. в опыте динамического
торможения), то возникает большой тормозящий момент. «Я тотчас же сказал себе,


вспоминал позднее
М.О. Доливо
-
Добровольский,


что если сделать вращающееся магнитное поле по методу Г. Феррариса и
поместить в него тако
й короткозамкнутый якорь малого сопротивления, то этот якорь скорее сам сгорит, чем
будет вращаться с небольшим числом оборотов. Мысленно я прямо представил себе электродвигатель
многофазного тока с ничтожным скольжением».

Так М.О. Доливо
-
Добровольский при
шел к выводу о нецелесообразности изготовления обмотки ротора с
таким большим сопротивлением, при котором ротор имел бы скольжение 50 %. В стержнях малого
сопротивления при небольшом скольжении возникнут токи, которые в достаточно сильном магнитном поле
ст
атора создадут значительный вращающийся момент.

Усиленная деятельность в этом направлении в необычайно короткий срок привела к разработке трехфазной
электрической системы и совершенной, в принципе не изменившейся до настоящего времени, конструкции
асинхрон
ного электродвигателя.

Первым важным шагом, который сделал М.О. Доливо
-
Добровольский, было изобретение ротороа с обмоткой
в виде беличьего колеса.


Рис. Варианты ротора с обмоткой в виде беличьего колеса (из патента Доливо
-
Добро
-
вольского)

1


стальной
цилиндр; 2


медные стержни; 3


медные пластины или кольца

Следующим шагом М.О. Доливо
-
Доброволь
-
ского явилась замена двухфазной системы трехфазной. Он
совершенно справедливо отмечал, что при увеличении числа фаз улучшается распределение
намагничивающей с
илы по окружности статора асинхронного электродвигателя. Уже переход от двухфазной
системы к трехфазной дает значительный выигрыш в этом отношении. Дальнейшее увеличение числа фаз
нецелесообразно, так как оно привело бы к значительному увеличению расхода м
еди на провода. Вскоре
выяснились и другие преимущества трехфазной системы.


Рис.


Схемы двухфазного (а) и трехфазного (б) одноякориых преобразователей

Но каким образом проще всего получить трехфазную систему? Уже был известен способ, при помощи
которого
обычную машину постоянного тока можно было превратить в генератор переменного тока. Как уже
отмечалось, П.Н. Яблочков и 3. Грамм еще в конце 70
-
х годов XIX в. секционировали кольцевой якорь
генератора и получали от каждой секции переменный ток. В середине
80
-
х годов были построены первые
вращающиеся одноякорные преобразователи. Эти преобразователи очень просто получались из обычной
машины постоянного тока: от двух диаметрально противоположных точек обмотки якоря двухполюсной
машины делались отпайки, которые

выводились на контактные кольца. В этом случае к коллектору машины
подводился постоянный ток, а с колец снимался переменный. Если в том же якоре машины постоянного тока
сделать отпайки от четырех равноотстоящих точек, то на четырех кольцах легко получить
двухфазную
систему тока.

32
)
)Изобретение первых источников электрического освещения. Лампы накаливания.

пе
рвым по
-
настоящему массовым потребителем электрической энергии явилась система электрического
освещения. Электрическая лампа и по нынешний день осталась самым распространенным
электротехническим устройством.В течение первой половины XIX в. господствующее п
оложение занимало
газовое освещение, имевшее существенные преимущества перед лампами с жидким горючим:
централизация снабжения установок светильным газом, сравнительная дешевизна горючего, простота
газовых горелок и простота обслуживания. Но по мере развит
ия производства, роста городов,
строительства крупных производственных зданий, гостиниц, магазинов, зрелищных помещений оно все
менее удовлетворяло требованиям практики, так как было опасно в пожарном отношении, вредно для
здоровья, а сила света отдельной
горелки была мала.Развитие электрического освещения шло по двум
направлениям: конструирование дуговых ламп и ламп накаливания.Вполне естественно начать историю
электрического освещения с упоминания об опытах В. В. Петрова в 1802 г., которыми было установле
но,
что при помощи электрической дуги «темный покой довольно ясно освещен быть может». Тогда же, в 1802
г., Дэви в Англии демонстрировал накал проводника током.
В 1844 г. французский физик Жан Бернар Фуко
(1819

1868 гг.), именем которого названы открытый им

вихревые токи, заменил электроды из древесного
угля электродами из ретортного угля, что увеличило продолжительность горения лампы. Регулирование
оставалось еше ручным. Такие лампы могли получить применение лишь в тех случаях, когда требовалось
непродолжит
ельное по времени, но интенсивное освещение, например, при подсветке стекла микроскопа,
при устройстве сигнализации в маяках или театральных эффектах.

Дальнейшая история дугового
электрического освещения связана с изобретениями различных механических и эле
ктромагнитных
регуляторов. Идея дифференциального регулятора Чиколева, получившего широкое применение в
прожекторостроении, была использована другими конструкторами, в частности немецким фабрикантом 3.
Шуккертом. Крупносерийный выпуск дуговых ламп с диффер
енциальным регулятором начали производить
в конце 70
-
х годов заводы Сименса (с которыми объединились заводы Шуккерта), и такая лампа стала
продаваться под наименованием «дуговая лампа Сименса».С 80
-
х годов дифференциальные дуговые лампы
стали единственным
типом дуговых источников света, которые применялись для освещения улиц,
площадей, гаваней, а также для освещения больших помещений производственного или общественного
назначения, они стали обычными источниками света в прожекторной и светопроекционнойтехник
е.Особое
место среди дуговых источников света занимает «электрическая свеча» Павла Николаевича Яблочкова
(1847


1894). Изобретение, о котором пойдет речь, не привело к массовому и устойчивому применению
именно этого источника света, но оно заслуживает осо
бой оценки и отдельного рассказа, поскольку именно
«электрическая свеча» явилась тем детонатором, который вызвал бурный рост электротехнической
промышленности.П. Н. Яблочков был военным инженером, выпускником Главного инженерного училища в
Петербурге. Окон
чание им училища совпало но времени с появлением динамомашииы, и молодой офицер,
заинтересовавшись электротехникой, вскоре поступил в Техническое гальваническое заведение, в котором
готовились военные электротехники. Желая посвятить себя полностью работам
по электротехнике,
Яблочков выходит в отставку и занимается исследованиями в созданной им в Москве мастерской.Осенью
1875 г. Яблочков проводил опыт электролиза поваренной соли. Два угольных электрода были расположены
параллельно, и однажды, когда электроды

на мгновение коснулись друг друга в нижних своих частях,
между ними возникла электрическая дута. Яблочков вместе со своим помощником как завороженные
наблюдали сквозь толстые стекла стеклянного сосуда яркое в буквальном смысле слова явление и
«предоставил
и углям гореть до конца, а сосуду треснуть».Увидев длительное горение дуги между
параллельными стержнями, изобретатель воскликнул, обращаясь к своему коллеге: «Смотри, и регулятора
никакого не нужно!». Изобретение было важным, но гениально простым: чтобы и
збавиться от дорогах
регуляторов нужно просто повернуть угли из встречного положения в параллельное. Необходимо было
несколько дней, чтобы технически

доработать изобретение.
Все лампы накаливания по существу работают
одинаково, одним и тем же способом: эле
ктричество проталкивается (пробивается) через нить накала, которая оказывает
сопротивление электричеству. Из
-
за этого нить нагревается до очень высокой температуры. Основной закон физики
гласит, что тела


излучают электромагнитные волны с частотным спектро
м, определяемым их температурой. При очень
высоких температурах нити ламп накаливания излучаемые волны находятся в части спектра видимого света.


«Галогенный» вариант ламп содержит газ, который объединяется с атомами, испаряющимися с нагретой нити
накалива
ния, и даѐт возможность этим атомам нити накаливания позже снова осаждаться на нить, и тем самым, удлиняя
срок службы ламп с более горячими нитями накаливания. Но они производят свет от


электричества таким же образом,
как другие лампы накаливания.


Пробле
ма с галогенными и всеми другими лампами накаливания заключается в том, что они очень неэффективны.
Первые лампа накаливания, созданные Эдисоном, в которых использовалась угольная нить, имели 1% эффективности в
превращении электричества в свет. Технология
света накаливания усовершенствовалась за все годы, вольфрам
заменил уголь в качестве материала для нити накаливания. Как отмечалось выше, применялись приѐмы, такие как
помещение газа с элементами галогенов в колбу, чтобы продлить жизнь нити, даже при еѐ си
льном нагревании. За
более, чем век, с тех пор, как была изобретена первая лампа накаливания, их эффективность улучшилась с 1% до 10%.

Остающиеся 90% электрической энергии, подаваемые в современную лампу накаливания, превращаются, главным
образом, в невиди
мое инфракрасное излучение, которое мы знаем, как теплоту. Таким образом, 20
-
ваттная галогенная
лампа в действительности выдаѐт 2 ватта видимого света. Остальная мощность, вливающаяся в лампу, расходуется в
первую очередь на теплоту.

1.


33))ИзФбШВтВниВ пВШви
б истФдниНФв кПВНтШидВсНФгФ ФсвВжВнин. ДЭгФвиВ ПаСпи.

2.


Есть другие способы производства света от электричества. Более 100 лет тому назад,
было обнаружено, что если вы приведѐте в контакт два угольных электрода, подвешенных к мощному электрическому
источнику, один из углеродов будет испаряться. Если вы затем от
одвинете электроды друг от друга совсем немного,
через этот угольный пар потечѐт ток в виде искры, образующей дугу через промежуток между электродами, наполненный
этим паром. Это и есть дуговая угольная лампа. Хотя, будучи примитивной, открытой для воздуха

и требующей
постоянного внимания, чтобы поддерживать надлежащий промежуток между электродами, так как всѐ больше и больше
угля испаряется с электродов, дуговая угольная лампа производит очень яркий и очень чистый белый свет. Она также
является более эффек
тивной в превращении электричества в свет, чем лампа накаливания. Угольные дуговые лампы
использовались многие годы в кинопроекторах. В определѐнном смысле

угольная дуговая лампа является прабабушкой
современной ртутной, натриевой, люминесцентной и металл
-

галогенной ламп.

34
)
)СтанФвПВниВ кПВНтШиаиНавии. ПШФбПВСи вВнтШаПизФваннФгФ пШФизвФдства и
кНФнФСиднФй пВШВдади кПВНтШФкнВШгии на знадитВПйниВ ШасстФннин.

В последней трети XIX века во многих крупных промышленных центрах Европы и Америки стала очень остро ощущаться
энергетическая проблема. Жилые дома, транспорт, фабрики и мастерские требовали все больше топлива, подвозить
которое приходилось издалека, вследс
твие чего цена на него постоянно росла.Первые электрические станции обычно
представляли собой электрогенератор, присоединенный к паровой машине или турбине, и предназначались для
снабжения электроэнергией отдельных объектов (например, цеха или дома, в край
нем случае, квартала). С середины 80
-
х годов стали строиться центральные городские электростанции, дававшие ток, прежде всего, для освещения (первая
такая электростанция была построена в 1882 году в Нью
-
Йорке под руководством Эдисона.) Ток на них вырабатыв
ался
мощными паровыми машинами. Но уже к началу 90
-
х годов стало ясно, что таким образом энергетическую проблему не
разрешить, поскольку мощность центральных станций, расположенных в центральной части города, не могла быть очень
большой. Использовали они т
е же уголь и нефть, то есть не снимали проблемы доставки топлива.

Дешевле и практичнее было возводить электростанции в местах с дешевыми топливными и гидроресурсами. Но, как
правило, местности, где можно было в большом количестве получать дешевую электроэнергию, были удалены от
промышленных центров и больших городов на д
есятки и сотни километров. Таким образом, возникла другая проблема
-

передачи электроэнергии на большие расстояния.

Первые опыты в этой области относятся к самому началу 70
-
х годов XIX века, когда пользовались в основном
постоянным током. Они показали, что

как только длина соединительного провода между генератором тока и
потреблявшим этот ток двигателем превышала несколько сотен метров, ощущалось значительное снижение мощности в
двигателе из
-
за больших потерь энергии в кабеле. Это явление легко объяснить, е
сли вспомнить о тепловом действии
тока. Проходя по кабелю, ток нагревает его. Эти потери тем больше, чем больше сопротивление провода и сила
проходящего по нему тока. (Количество выделяющейся теплоты B легко вычислить. Формула имеет вид: B=CI2, где I
-

сил
а проходящего тока, C
-

сопротивление кабеля. Очевидно, что сопротивление провода тем больше, чем больше его
длина и чем меньше его сечение. Если в этой формуле принять I=A/F, где Р
-

мощность линии, a F
-

напряжение тока, то
формула примет вид B=CA2/F2. О
тсюда видно, что потери на тепло будут тем меньше, чем больше напряжение тока.)
Имелось только два пути для снижения потерь в линии электропередач: либо увеличить сечение передающего провода,
либо повысить напряжение тока. Однако увеличение сечения провода

сильно удорожало его, ведь в качестве
проводника тогда использовалась достаточно дорогая медь. Гораздо более выигрыша сулил второй путь.

В 1882 году под руководством известного французского электротехника Депре была построена первая линия
электропередач п
остоянного тока от Мисбаха до Мюнхена, протяженностью в 57 км. Энергия от генератора
передавалась на электродвигатель, приводивший в действие насос. При этом потери в проводе достигали 75%. В 1885
году Депре провел еще один эксперимент, осуществив электроп
ередачу между Крейлем и Парижем на расстояние в 56
км. При этом использовалось высокое напряжение, достигавшее 6 тысяч вольт. Потери снизились до 55%. Было
очевидно, что, повышая напряжение, можно значительно повысить КПД линии, но для этого надо было стро
ить
генераторы постоянного тока высокого напряжения, что было связано с большими техническими сложностями. Даже при
этом сравнительно небольшом напряжении Депре приходилось постоянно чинить свой генератор, в обмотках которого то
и дело происходил пробой. С

другой стороны, ток высокого напряжения нельзя было использовать, поскольку на
практике (и, прежде всего, для нужд освещения) требовалось совсем небольшое напряжения, порядка 100 вольт. Для
того чтобы понизить напряжение постоянного тока, приходилось стро
ить сложную преобразовательную систему: ток
высокого напряжения приводил в действие двигатель, а тот, в свою очередь, вращал генератор, дававший ток более
низкого напряжения. При этом потери еще более возрастали, и сама идея передачи электроэнергии станови
лась
экономически невыгодной.Переменный ток в отношении передачи казался более удобным хотя бы уже потому, что его
можно было легко трансформировать, то есть в очень широких пределах повышать, а затем понижать его напряжение. В
1884 году на Туринской выста
вке Голяр осуществил электропередачу на расстояние в 40 км, подняв с помощью своего
трансформатора напряжение в линии до 2 тысяч вольт. Этот опыт дал неплохие результаты, но и он не привел к
широкому развитию электрификации, поскольку, как уже говорилось,
двигатели однофазного переменного тока по всем
параметрам уступали двигателям постоянного тока и не имели распространения. Таким образом, и однофазный
переменный ток было невыгодно передавать на большие расстояния. В следующие годы были разработаны две сис
темы
многофазных токов
-

двухфазная Теслы и трехфазная Доливо
-
Добровольского. Каждая из них претендовала на
господствующее положение в электротехнике. По какому же пути должна была пойти электрификация? Точного ответа на
этот вопрос поначалу не знал никто.

Во всех странах шло оживленное обсуждение достоинств и недостатков каждой из
систем токов. Все они имели своих горячих сторонников и ожесточенных противников. Некоторая ясность в этом вопросе
была достигнута только в следующем десятилетии, когда был сдела
н значительный прорыв в деле электрификации.
Огромную роль в этом сыграла Франкфуртская международная выставка 1891 года.В конце 80
-
х годов встал вопрос о
сооружении центральной электростанции во Франкфурте
-
на
-
Майне. Многие германские и иностранные фирмы
п
редлагали городским властям различные варианты проектов, предусматривающие применение либо постоянного, либо
переменного тока. Обер
-
бургомистр Франкфурта находился в явно затруднительном положении: он не мог сделать
выбор там, где это было не под силу даже
многим специалистам. Для выяснения спорного вопроса и решено было
устроить во Франкфурте давно планировавшуюся международную электротехническую выставку. Ее главной целью
должна была стать демонстрация передачи и распределения электрической энергии в разли
чных системах и
применениях. Любая фирма могла продемонстрировать на этой выставке свои успехи, а международная комиссия из
наиболее авторитетных ученых должна была подвергнуть все экспонаты тщательному изучению и дать ответ на вопрос о
выборе рода тока. К

началу выставки различные фирмы должны были построить свои линии передачи электроэнергии,
причем одни собирались демонстрировать передачу постоянного тока, другие
-

переменного (как однофазного, так и
многофазного). Фирме АЭГ было предложено осуществить п
ередачу электроэнергии из местечка Лауфен во Франкфурт
на расстояние 170 км. По тем временам это было огромное расстояние, и очень многие считали саму идею
фантастической. Однако Доливо
-
Добровольский был настолько уверен в системе и возможностях трехфазног
о тока, что
убедил директора Ротенау согласиться на эксперимент.

Когда появились первые сообщения о проекте электропередачи Лауфен
-
Франкфурт, электротехники во всем мире
разделились на два лагеря. Одни с энтузиазмом приветствовали это смелое решение, други
е отнеслись к нему как к
шумной, но беспочвенной рекламе. Подсчитывали возможные потери энергии. Некоторые считали, что они составят 95%,
но даже самые большие оптимисты не верили, что КПД такой линии превысит 15%. Наиболее известные авторитеты в
области э
лектротехники, в том числе знаменитый Депре, высказывали сомнения в экономической целесообразности этой
затеи. Однако Доливо
-
Добровольский сумел убедить руководство компании в необходимости взяться за предложенную
работу.

Поскольку до открытия выставки ост
авалось совсем мало времени, строительство ЛЭП проходило в большой спешке. За
полгода Доливо
-
Добровольский должен был спроектировать и построить небывалый по мощности асинхронный
двигатель на 100 л. с. и четыре трансформатора на 150 киловатт, причем максим
альная мощность однофазных
трансформаторов составляла тогда только 30 киловатт. Не могло быть и речи об опытных конструкциях: на это просто не
хватало времени. Даже построенный двигатель и трансформаторы не могли быть испытаны на заводе, так как в Берлине
не было трехфазного генератора соответствующей мощности (генератор для Лауфеновской станции строили в
Эрликоне). Следовательно, все элементы электропередачи предстояло включить непосредственно на выставке в
присутствии многих ученых, представителей конкури
рующих фирм и бесчисленных корреспондентов. Малейшая ошибка
была бы непростительной. Кроме того, на плечи Доливо
-
Добровольского легла вся ответственность за проектирование и
монтажные работы при сооружении ЛЭП. Собственно, ответственность была даже больше
-

ведь решался вопрос не
только о карьере Доливо
-
Добровольского и престиже АЭГ, но и о том, по какому пути пойдет развитие электротехники.
Доливо
-
Добровольский прекрасно понимал всю важность стоявшей перед ним задачи и писал позже: «Если я не хотел
навлечь

на мой трехфазный ток несмываемого позора и подвергнуть его недоверию, которое вряд ли удалось бы потом
быстро рассеять, я обязан был принять на себя эту задачу и разрешить ее. В противном случае опыты Лауфен
-
Франкфурт и многое, что потом должно было разв
иться на их основе, пошли бы по пути применения однофазного тока».

35))ПВШвиВ Фпити пВШВдади кПВНтШидВсНФй кнВШгии
пФстФннниС тФНФС.

Первые опыты в этой области относятся к самому началу 70
-
х годов XIX века, когда пользовались в основном
постоянным током. О
ни показали, что как только длина соединительного провода между генератором тока и
потреблявшим этот ток двигателем превышала несколько сотен метров, ощущалось значительное снижение мощности в
двигателе из
-
за больших потерь энергии в кабеле. Это явление ле
гко объяснить, если вспомнить о тепловом действии
тока. Проходя по кабелю, ток нагревает его. Эти потери тем больше, чем больше сопротивление провода и сила
проходящего по нему тока. (Количество выделяющейся теплоты B легко вычислить. Формула имеет вид: B=
CI2, где I
-

сила проходящего тока, C
-

сопротивление кабеля. Очевидно, что сопротивление провода тем больше, чем больше его
длина и чем меньше его сечение. Если в этой формуле принять I=A/F, где Р
-

мощность линии, a F
-

напряжение тока, то
формула примет

вид B=CA2/F2. Отсюда видно, что потери на тепло будут тем меньше, чем больше напряжение тока.)
Имелось только два пути для снижения потерь в линии электропередач: либо увеличить сечение передающего провода,
либо повысить напряжение тока. Однако увеличение

сечения провода сильно удорожало его, ведь в качестве
проводника тогда использовалась достаточно дорогая медь. Гораздо более выигрыша сулил второй путь.

В 1882 году под руководством известного французского электротехника Депре была построена первая линия
электропередач постоянного тока от Мисбаха до Мюнхена, протяженностью в 57 км. Энергия от генератора
передавалась на электродвигатель, приводивший в действие насос. При этом потери в проводе достигали 75%. В 1885
году Депре провел еще один эксперимент, осу
ществив электропередачу между Крейлем и Парижем на расстояние в 56
км. При этом использовалось высокое напряжение, достигавшее 6 тысяч вольт. Потери снизились до 55%. Было
очевидно, что, повышая напряжение, можно значительно повысить КПД линии, но для этог
о надо было строить
генераторы постоянного тока высокого напряжения, что было связано с большими техническими сложностями. Даже при
этом сравнительно небольшом напряжении Депре приходилось постоянно чинить свой генератор, в обмотках которого то
и дело прои
сходил пробой. С другой стороны, ток высокого напряжения нельзя было использовать, поскольку на
практике (и, прежде всего, для нужд освещения) требовалось совсем небольшое напряжения, порядка 100 вольт. Для
того чтобы понизить напряжение постоянного тока,
приходилось строить сложную преобразовательную систему: ток
высокого напряжения приводил в действие двигатель, а тот, в свою очередь, вращал генератор, дававший ток более
низкого напряжения. При этом потери еще более возрастали, и сама идея передачи электр
оэнергии

36))
Передача электроэнергии переменным током

Значительный прогресс в технологии передачи электрической энергии на большие
расстояния был достигнут в середине 80
-
х годов XIX века с началом использования
переменного тока. Было установлено, что полу
чение тока высокого напряжения
непосредственно от динамо
-
машины переменного тока достигается значительно легче,
чем от динамо
-
машины постоянного тока. Кроме того, необходимое высокое напряжение
электропередачи можно получать не в самой динамо
-
машине, а пос
редством
повышающего трансформатора, что значительно проще и эффективнее. При этом в конце
электропередачи может быть установлен понижающий трансформатор для обратного
понижения напряжения.

Первый опыт электропередачи переменным током был осуществлен Л.Гол
ардом (1850


1888) в 1884 г. в Турине. В этом опыте были использованы трансформаторы, которые
повышали напряжение до 2 кВ. Длина линии составляла 40 км и по ней передавалась
мощность 20 кВт. В конце 80
-
х годов XIX века крупнейшие установки однофазного
пере
менного тока были построены в России и Украине. В Одессе (1887 г.) от сети
переменного тока напряжением 2000 В через трансформаторы питались электролампы в
Оперном театре и в частных домах. В том же году в Царском Селе (ныне г. Пушкин) под
Петербургом нача
лась эксплуатация электростанции постоянного тока. Протяженность
воздушной сети была 64 км. В 1890 г. станция и воздушная сеть были реконструированы и
переведены на однофазный переменный ток напряжением 2000 В. Царское Село (по
свидетельству современников)

было первым городом в Европе, который освещался
исключительно электричеством.

Рис. 11.2. Линия передачи
однофазного переменного тока в Портленде (1889 г.)

С 1882 г. начали строиться генераторы английского инженера Дж. Гордона (1852

1893). В
1885 г. венгерскими электротехниками О. Блати, М. Дери и К. Циперновским был
разработан промышленный трансформатор с замкнутой магнитной системой, который
стал выпускатьс
я заводом в Будапеште. Это открыло возможность получать необходимое
высокое напряжение в начале электропередачи на повышающем трансформаторе вне
динамомашины, что оказывалось проще и эффективней. При этом в конце
электропередачи низкое напряжение у потреби
телей можно было получать за счет
установки понижающего трансформатора.


Рис. 11.3. Конструкция первичной станции в Лауфене на Неккаре

3
3
7
7
)
)
)
)


Появление первых электрических станций постоянного и переменного тока


Развитие электростанций постоянного тока




НадаПйний пВШиФд кПВНтШиаиНавии свнзан с испФПйзФваниВС пФстФнннФгФ тФНа. ПФсПВ
Эдадниб ФпитФв пШиСВнВнин динаСФСаеин в 70
-
б гФдаб X=X в. вФзниНПи нВбФПйеиВ
гВнВШатФШниВ ЭстанФвНи дПн питанин ФднФй ФпШВдВПВннФй нагШЭзНи: дЭгФвФй ПаСпи,
кПВНтШидВсНФгФ двига
тВПн иПи гаПйванидВсНФй ванни. отФ биП ктап
дВвВнтШаПизФваннФгФ пШФизвФдства кПВНтШидВсНФй кнВШгии. СПВдЭмжВй стЭпВнйм в
Шазвитии кПВНтШФснабжВнин стаПФ питаниВ Фт ФбжВгФ гВнВШатФШа Шнда пШиВСниНФв
4

Фт дФСФвиб кПВНтШФстанвий͖ затВС вФзниНПи станвии СВстнФ
гФ знадВнин, сПЭживеиВ
дПн кПВНтШФснабжВнин гФШФдсНФгФ НваШтаПа иПи завФда
4

таН називаВСиВ бПФН
-
станвии. Они виШабативаПи тФН низНФгФ напШнжВнин (пФШндНа 100
4
200 В), дтФ ШВзНФ
ФгШанидиваПФ пШФтнжВннФстй кПВНтШидВсНиб сВтВй. ПВШвиВ бПФН
-
станвии вФзниНПи в
ПаШижВ дПн питанин свВдВй сбПФдНФва. В РФссии пВШвФй станвиВй таНФгФ ШФда биПа
ЭстанФвНа дПн ФсвВжВнин ЛитВйнФгФ СФста в ПВтВШбЭШгВ, пФстШФВннан в 1879 г. пШи
Эдастии. П. Н. сбПФдНФва. В НФнвВ 1881 г. пФнвиПисй бПФН
-
станвии, в сВти НФтФШиб
вНПмдаПисй дЭгФв
иВ ПаСпи и ПаСпи наНаПиванин, напШиСВШ станвин в иВстВШаиПдВ
(АнгПин) и станвин в ЛЭбннсНФС пассажВ в МФсНвВ.

ВСВстВ с ШФстФС дисПа пФтШВбитВПВй кПВНтШФкнВШгии ЭвВПидиваПисй СФжнФсти
кПВНтШФстанвий и всВ бФПВВ ФтдВтПивФ пШФнвПнПасй тВндВнвин вВнтШаПизавии
кПВНтШФснабжВнин. ПВШван вВнтШаПйнан кПВНтШидВсНан станвин биПа пФстШФВна а. А.
одисФнФС в 1882 г. на ПиШПйстШит в Нйм
-

ЙФШНВ дПн питанин ФсвВтитВПйнФй нагШЭзНи.
ЕВ Фбжан СФжнФстй пШВвиеаПа 500 НВт *14, с. 144, 145͖ 30+. В 1883 г. вФзниНПа
вВнтШаПйнан кПВН
тШидВсНан станвин в ПВтВШбЭШгВ дПн ФсвВжВнин НВвсНФгФ пШФспВНта.
оНспПЭатавин пВШвиб жоС ФбнаШЭжиПа нВдФстатФН, нВ пШВФдФПВнний в тВдВниВ всВгФ
вШВСВни пШиСВнВнин пФстФнннФгФ тФНа: ФгШанидВнний ШадиЭс кПВНтШФснабжВнин,
ФпШВдВПнВСий вВПидинФй дФпЭстиСиб пФт
ВШй напШнжВнин в кПВНтШидВсНФй сВти. отФ
ФбстФнтВПйствФ заставПнПФ сФФШЭжатй кПВНтШФстанвии вбПизи Фт пФтШВбитВПВй,
гПавниС ФбШазФС в вВнтШаПйниб дастнб гФШФда, дтФ, в свФм ФдВШВдй, затШЭдннПФ
снабжВниВ вФдФй и тФпПивФС и биПФ сФпШнжВнФ с висФНФй стФиСФстй
м зВСВПйниб
ЭдастНФв. ПФктФСЭ в. Нйм
-
ЙФШНВ в тФт пВШиФд биПи винЭждВни пШибВгнЭтй Н
СнФгФктажнФСЭ

ШазСВжВним станвиФннФгФ ФбФШЭдФванин. а в ПВтВШбЭШгВ пВШвиВ кПВНтШФстанвии
биПи ЭстанФвПВни на баШжаб на ШВНаб МФйНВ и дФнтанНВ.

С ШФстФС пФтШВбитВПВй кПВНтШФ
кнВШгии надинамтсн настФйдивиВ пФисНи пЭтВй
ЭвВПидВнин ШасстФннин пВШВдади кнВШгии. оааВНтивниСи ФНазаПисй тШВбпШФвФдниВ
сВти пФ сбВСВ, пШВдПФжВннФй в 1882 г. Д. ГФп
-

НинсФнФС и нВзависиСФ Фт нВгФ а. А.
одисФнФС. отФт спФсФб ФбВспВдиваП пФвиеВниВ напШнжВни
н в Пинии вдвФВ и наеВП
вВсйСа еиШФНФВ ШаспШФстШанВниВ. ЕжВ бФПВВ кааВНтивнФй биПа пнтипШФвФднан сВтй,
таН НаН напШнжВниВ пШи ктФС вФзШастаПФ вдВтвВШФ. АвтФШФС сбВСи биП В. СиСВнс. Она
нВ наеПа еиШФНФгФ пШизнанин, таН НаН пШи ЭвВПидВнии ШадиЭса кПВНтШФснаб
жВнин
всВгФ дФ 1,5 тис. С ЭстШФйствФ сВти сЭжВствВннФ ЭсПФжннПФсй. ДШЭгФй пЭтй ЭвВПидВнин
даПйнФсти пВШВдади сФстФнП в сФФШЭжВнии аННЭСЭПнтФШниб пФдстанвий. МФжнФстй
кПВНтШФстанвий пФстФнннФгФ тФНа ШВдНФ пШВвиеаПа 500 НВт, ФднаНФ бФПйеФВ иб дисПФ,
пФстШФВн
нФВ за пФсПВдниВ два дВснтиПВтин X=X в., ФпШВдВПнПФ иб сЭжВствВннЭм дФПм
в ФбжВй виШабФтНВ кПВНтШФкнВШгии.


К 90
-
С гФдаС вВнтШаПизФваннФВ кПВНтШФснабжВниВ стаПФ ФпШВдВПнмжиС дПн
кПВНтШидВсНФгФ ФсвВжВнин, нФ нВ ШаспШФстШаннПФсй на сиПФвФВ кПВНтШФФбФШЭдФвани
В.
оПВНтШиаиНавин ШабФдиб Саеин в завФдсНиб ЭсПФвинб нФсиПа нШНФ виШажВнний
дВвВнтШаПизФванний баШаНтВШ: кПВНтШиаивиШФваПи ФтдВПйнФ стФнжиВ НШЭпниВ
Саеини и СВбанизСи, дПн НФтФШиб ЭстанавПиваПи саСФстФнтВПйниВ динаСФСаеини.
ДПн пШивВдВнин в дВйствиВ гШЭппи

станНФв дВШВз тШансСиссии
(НШЭпнФтШансСисснФнний кПВНтШФпШивФд) вСВстФ паШФвФй Саеини ЭстанавПиваПи
ФтнФситВПйнФ НШЭпниВ кПВНтШФдвигатВПи, питаВСиВ Фт ФтдВПйниб гВнВШатФШФв. Опит
пШиСВ

нВнин кПВНтШидВсНиб двигатВПВй дПн пШивВдВнин в дВйствиВ ШазнФФбШазниб

Саеин
-
ФШЭдий пФстВпВннФ ЭбВждаП в иб бФПйеВй кНФнФСиднФсти пФ сШавнВним с пШивФдФС
Фт паШФвФй Саеини. В надаПВ 90
-
б гФдФв надинаВтсн кПВНтШиаиНавин сиПФвиб
пШФвВссФв в гФШнФзавФдсНФй и СВтаППФФбШабативамжВй пШФСиеПВннФсти, в
тВНстиПйнФС пШФизвФдствВ и т.
п.

КШЭпнан пШФСиеПВннФстй видвинЭПа Н НФнвЭ X=X в. Шнд сФвВШеВннФ нФвиб тШВбФваний
Н вВдВним саСФгФ пШФизвФдства. бвВПидиПасй ВгФ сПФжнФстй и тФднФстй, пШФизФеПФ
ЭсНФШВниВ тВСпФв тВбнФПФгидВсНиб пШФвВссФв, ШазвиПисй нВпШВШивниВ види
пШФизвФдства, ШасеиШиПи
сй пПФжади пШФСиеПВнниб пШВдпШинтий
4

всВ ктФ
ЭсПФжниПФ зададЭ ЭпШавПВнин систВСФй Саеин. В ШндВ сПЭдаВв дВПФвВН ФНазиваПсн нВ
в сФстФннии спШавитйсн с СВбанидВсНиСи ФпВШавинСи бВз спВвиаПйниб
дФпФПнитВПйниб сШВдств. сШНиС пШиСВШФС таНФгФ пШФизвФдства стаП
а
СВтаППЭШгидВсНан пШФСиеПВннФстй. В надаПВ 90
-
б гФдФв кПВНтШидВсНий пШивФд
пШФниНаВт на СВтаППЭШгидВсНиВ завФди СйА дПн пШФизвФдства пШФНата и дПн
ФсЭжВствПВнин загШЭзНи СаШтВнФвсНиб и дФСВнниб пВдВй. В ктФт пВШиФд заШФждаВтсн
автФСатидВсНФВ ЭпШавПВниВ пШ
ФвВссаСи пЭсНа, тФШСФжВнин, ФстанФвНи и сНФШФстйм
кПВНтШФдвигатВПВй с пФСФжйм ШВПВйнФ
-
НФнтаНтФШ
-

нФй аппаШатЭШи, а таНжВ
пФнвПнмтсн сбВСи кПВНтШФСаеиннФй автФСатиНи. ПШВдвВстниНФС кПВНтШФСаеиннФй
автФСатиНи сПВдЭВт сдитатй изФбШВтВниВ ШЭссНФгФ кПВНтШФтВбни
На В. Н. ииНФПВва
4

ВгФ
диааВШВнвиаПйнЭм ПаСпЭ с кПВНтШФдвигатВПВС дПн ШВгЭПиШФванин пФПФжВнин ЭгПВй в
дЭгФвФй ПаСпВ (1874 г.) *31+. СПВдЭмжиС еагФС на пЭти Н кПВНтШФСаеиннФСЭ
ШВгЭПиШФваним биПа сбВСа гВнВШатФШ
4

двигатВПй М. О. ДФПивФ
-
ДФбШФвФПйсНФгФ
(1890

г.) дПн кПВНтШФдвигатВПВй с сВШиВсниС вФзбЭждВниВС, с пФСФжйм НФтФШФй
ФбВспВдиваПасй пШиСВШнФ пФстФнннан сНФШФстй вШажВнин пШи знадитВПйниб
изСВнВнинб нагШЭзНи *28, с. 215+. В 1892 г. аСВШиНансНий инжВнВШ В. ЛВФнаШд
пШВдПФжиП спФсФб пПавнФгФ и в еиШФНиб п
ШВдВПаб ШВгЭПиШФванин пФ сбВСВ гВнВШатФШ
4

двигатВПй, ставеВй НПассидВсНФй *32+. Она наеПа еиШФНФВ пШиСВнВниВ дПн
кПВНтШФпШивФда пШФНатниб станФв и пФдзВСниНФв надинан с 1903 г., НФгда нВСВвНий
инжВнВШ К. ИПйгнВШ сдВПаП дФпФПнВниВ Н сбВСВ ЛВФнаШда в видВ С
абФвФгФ НФПВса дПн
виШавниванин тФПдНФФбШазнФй нагШЭзНи. отЭ систВСЭ кПВНтШФСаеиннФгФ ЭпШавПВнин
испФПйзЭмт дФ настФнжВгФ вШВСВни.

С 70
-
б гФдФв ШазвВШтивамтсн ШабФти пФ пШиСВнВним кПВНтШидВсНФй кнВШгии на
тШанспФШтВ. В 80
4
90
-
б гФдаб X=X в. пФнвПнмтсн пВШви
В кПВНтШидВсНиВ жВПВзниВ
дФШФги и кПВНтШидВсНий тШаСвай. оПВНтШидВсНан тнга ШазвиваПасй пШВиСЭжВствВннФ на
пФстФнннФС тФНВ *3, с. 450
4
452].

оПВНтШидВсНиВ двигатВПи пФстФнннФгФ тФНа пФ СВШВ иб ШаспШФстШанВнин в ШазПидниб
ФтШасПнб пШФСиеПВннФсти пШиФбШВПи ШВ
пЭтавим ЭнивВШсаПйнФгФ и бВзФтНазнФгФ
истФдниНа СВбанидВсНФй кнВШгии. оПВНтШФпШивФд ФбВспВдиваП пШФстФтЭ и бистШФтЭ
пЭсНа, вФзСФжнФстй ШВгЭПиШФванин сНФШФсти вШажВнин, НФСпаНтнФстй и ПВгНФстй,
пШиспФсФбПнВСФстй Н ПмбиС пШФизвФдствВнниС пШФвВссаС пШи СВнйеи
б
кНспПЭатавиФнниб затШатаб на ВдинивЭ пШФдЭНвии пФ сШавнВним с паШФвиС пШивФдФС.
ОднаНФ ФгШанидВнниВ вФзСФжнФсти пВШВдади кПВНтШФкнВШгии на ШасстФнниВ
пФстФннниС тФНФС нВ СФгПи ФбВспВдитй еиШФНФй кПВНтШиаиНавии.

.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3
3
8
8
)
)
)
)


ПВШвиВ тШансаФШСатФШи, стШФитВПйствФ вВнтШаПйниб кПВНтШФстанвий
пВШВСВннФгФ тФНа, пФнвПВниВ тШВбаазниб систВС.


ПВШвиВ
тШансаФШСатФШи

З
З
а
а
с
с
П
П
Э
Э
г
г
а
а


в
в


Ш
Ш
а
а
з
з
Ш
Ш
а
а
б
б
Ф
Ф
т
т
Н
Н
В
В


п
п
В
В
Ш
Ш
в
в
Ф
Ф
г
г
Ф
Ф


в
в


С
С
и
и
Ш
Ш
В
В


п
п
Ш
Ш
Ф
Ф
Ф
Ф
б
б
Ш
Ш
а
а
з
з
а
а


т
т
Ш
Ш
а
а
н
н
с
с
а
а
Ф
Ф
Ш
Ш
С
С
а
а
т
т
Ф
Ф
Ш
Ш
а
а
,
,


п
п
Ш
Ш
и
и
н
н
а
а
д
д
П
П
В
В
ж
ж
и
и
т
т


н
н
а
а
е
е
В
В
С
С
Э
Э


с
с
Ф
Ф
Ф
Ф
т
т
В
В
д
д
В
В
с
с
т
т
в
в
В
В
н
н
н
н
и
и
Н
Н
Э
Э
,
,


Ш
Ш
Э
Э
с
с
с
с
Н
Н
Ф
Ф
С
С
Э
Э


и
и
н
н
ж
ж
В
В
н
н
В
В
Ш
Ш
Э
Э
-
-
к
к
П
П
В
В
Н
Н
т
т
Ш
Ш
Ф
Ф
т
т
В
В
б
б
н
н
и
и
Н
Н
Э
Э


П
П
а
а
в
в
П
П
Э
Э


Н
Н
и
и
Н
Н
Ф
Ф
П
П
а
а
В
В
в
в
и
и
д
д
Э
Э


с
с
б
б
П
П
Ф
Ф
д
д
Н
Н
Ф
Ф
в
в
Э
Э
.
.


В
В


г
г
Ф
Ф
д
д
и
и


п
п
Ш
Ш
В
В
б
б
и
и
в
в
а
а
н
н
и
и
н
н


в
в
Ф
Ф


д
д
Ш
Ш
а
а
н
н
в
в
и
и
и
и


П
П
а
а
в
в
В
В
П
П


Н
Н
и
и
Н
Н
Ф
Ф
П
П
а
а
В
В
в
в
и
и
д
д


Ш
Ш
а
а
б
б
Ф
Ф
т
т
а
а
П
П


н
н
В
В


т
т
Ф
Ф
П
П
й
й
Н
Н
Ф
Ф


н
н
а
а
д
д


и
и
з
з
Ф
Ф
б
б
Ш
Ш
В
В
т
т
В
В
н
н
и
и
В
В
С
С


и
и


Э
Э
с
с
Ф
Ф
в
в
В
В
Ш
Ш
е
е
В
В
н
н
с
с
т
т
в
в
Ф
Ф
в
в
а
а
н
н
и
и
В
В
С
С


к
к
П
П
В
В
Н
Н
т
т
Ш
Ш
и
и
д
д
В
В
с
с
Н
Н
Ф
Ф
й
й


с
с
в
в
В
В
д
д
и
и
,
,


и
и
з
з
в
в
В
В
с
с
т
т
н
н
Ф
Ф
й
й


п
п
Ф
Ф
д
д


н
н
а
а
з
з
в
в
а
а
н
н
и
и
В
В
С
С


"
"
с
с
в
в
В
В
д
д
а
а


с
с
б
б
П
П
Ф
Ф
д
д
Н
Н
Ф
Ф
в
в
а
а
"
"
,
,


н
н
Ф
Ф


и
и


н
н
а
а
д
д


Ш
Ш
В
В
е
е
В
В
н
н
и
и
В
В
С
С


д
д
Ш
Ш
Э
Э
г
г
и
и
б
б


п
п
Ш
Ш
а
а
Н
Н
т
т
и
и
д
д
В
В
с
с
Н
Н
и
и
б
б


з
з
а
а
д
д
а
а
д
д
.
.


В
В
Ф
Ф
-
-
п
п
В
В
Ш
Ш
в
в
и
и
б
б
,
,


с
с
б
б
П
П
Ф
Ф
д
д
Н
Н
Ф
Ф
в
в


с
с
Н
Н
Ф
Ф
н
н
с
с
т
т
Ш
Ш
Э
Э
и
и
Ш
Ш
Ф
Ф
в
в
а
а
П
П


п
п
В
В
Ш
Ш
в
в
и
и
й
й


г
г
В
В
н
н
В
В
Ш
Ш
а
а
т
т
Ф
Ф
Ш
Ш


п
п
В
В
Ш
Ш
В
В
С
С
В
В
н
н
н
н
Ф
Ф
г
г
Ф
Ф


т
т
Ф
Ф
Н
Н
а
а
,
,


Н
Н
Ф
Ф
т
т
Ф
Ф
Ш
Ш
и
и
й
й
,
,


в
в


Ф
Ф
т
т
П
П
и
и
д
д
и
и
В
В


Ф
Ф
т
т


п
п
Ф
Ф
с
с
т
т
Ф
Ф
н
н
н
н
н
н
Ф
Ф
г
г
Ф
Ф


т
т
Ф
Ф
Н
Н
а
а
,
,


Ф
Ф
б
б
В
В
с
с
п
п
В
В
д
д
и
и
в
в
а
а
П
П


Ш
Ш
а
а
в
в
н
н
Ф
Ф
С
С
В
В
Ш
Ш
н
н
Ф
Ф
В
В


в
в
и
и
г
г
Ф
Ф
Ш
Ш
а
а
н
н
и
и
В
В


Э
Э
г
г
Ф
Ф
П
П
й
й
н
н
и
и
б
б


с
с
т
т
В
В
Ш
Ш
ж
ж
н
н
В
В
й
й


в
в


Ф
Ф
т
т
с
с
Э
Э
т
т
с
с
т
т
в
в
и
и
В
В


Ш
Ш
В
В
г
г
Э
Э
П
П
н
н
т
т
Ф
Ф
Ш
Ш
а
а
,
,


п
п
В
В
Ш
Ш
в
в
и
и
С
С


п
п
Ш
Ш
и
и
С
С
В
В
н
н
и
и
П
П


п
п
В
В
Ш
Ш
В
В
С
С
В
В
н
н
н
н
и
и
й
й


т
т
Ф
Ф
Н
Н


д
д
П
П
н
н


п
п
Ш
Ш
Ф
Ф
С
С
и
и
е
е
П
П
В
В
н
н
н
н
и
и
б
б


в
в
В
В
П
П
В
В
й
й
.
.


ВФ
-
втФШиб, сбПФдНФв ФтдВтПивФ пФннП ШФПй индЭНвиФннФй НатЭеНи НаН сШВдства кПВНтШидВсНФгФ ШаздВПВнин
вВпВй пВШВСВннФгФ тФНа. ДажВ саСиС
ааНтФС патВнтФванин систВСи "дШФбПВнин свВта" вФ СнФгиб стШанаб
Фн таН пФддВШНиваП важнФстй нФвФгФ пШВдПФжВнин. БФбини, НаН иб тФгда

називаПи, иСВПи ФдинаНФвФВ дисПФ витНФв в пВШвиднФй и втФШиднФй ФбСФтНаб, стаПйнФй сВШдВдниН биП
ШазФСНнЭтиС и пШВдставПнП
сФбФй стВШжВнй, на НФтФШий наСативаПисй ФбСФтНи.

30 нФнбШн 1876 гФда, дата пФПЭдВнин сбПФдНФвиС патВнта на систВСи "дШФбПВнин свВта", сдитаВтсн датФй
ШФждВнин пВШвФгФ тШансаФШСатФШа.

стШФитВПйствФ вВнтШаПйниб кПВНтШФстанвий

ПВШвиСи пФстШФйНФй НШЭпниб вВнтШ
аПйниб кПВНтШФстанвий с гВнВШатФШаСи пФстФнннФгФ тФНа дПн
пШФизвФдства кПВНтШидВсНФй кнВШгии и дФставНи ВВ абФнВнтаС заннПисй аСВШиНансНиВ инжВнВШи.
ПФтШВбитВПи, таНиС ФбШазФС, биПи избавПВни Фт нВФббФдиСФсти саСиС виШабативатй кПВНтШФкнВШгим дПн
питанин Ф
свВтитВПйниб ПаСп. ИдВн вВнтШаПизФваннФгФ пШФизвФдства кПВНтШФкнВШгии биПа настФПйНФ
кНФнФСидВсНи ФпШавданнФй и настФПйНФ сФФтвВтствФваПа тВндВнвии НФнвВнтШавии пШФСиеПВннФгФ
пШФизвФдства, дтФ ВжВ дФ еиШФНФгФ ШаспШФстШанВнин кПВНтШидВсНиб ПаСп наНаПиванин
аСВШиНанви ЭжВ
сФФШЭжаПи вВнтШаПйниВ кПВНтШФстанвии дПн снабжВнин кПВНтШФкнВШгиВй дЭгФвиб ПаСп.


КФгда одисФн ЭсФвВШеВнствФваП свФм ПаСпЭ наНаПиванин дФ вФзСФжнФсти ВВ пШаНтидВсНФгФ пШиСВнВнин,
нВсНФПйНФ пШВдпШииСдивиб аСВШиНансНиб аинансистФв в 1881 гФдЭ
НЭпиПи ЭдастФН зВСПи в Нйм
-
ЙФШНВ, и
ЭжВ в сВнтнбШВ 1882 гФда пВШван в СиШВ НШЭпнан вВнтШаПйнан кПВНтШФстанвин биПа ввВдВна в ШабФтЭ. Она
сФстФнПа из еВсти паШФдинаСФСаеин НФнстШЭНвии одисФна СФжнФстйм пФ 125 ПФеадиниб сиП Наждан (92
НВт). ПШи ктФС ШайФн Фс
вВжВнин Вдва дФстигаП пПФжади 2,5 Нв. НиПФСВтШа. ГВниаПйний изФбШВтатВПй и
ФШганизатФШ одисФн сЭСВП пФставитй дВПФ на кПВНтШФстанвии таН, дтФ всВ бФПйеиВ и СаПВнйНиВ тВбнидВсНиВ
вФпШФси, иСВмжиВ ФгШФСнФВ пШаНтидВсНФВ знадВниВ, биПи ЭспВенФ ШВеВни. ааН, гВн
ВШатФШи станвии
иСВПи исНЭсствВннФВ ФбПаждВниВ и сФВдиннПисй нВпФсШВдствВннФ с двигатВПВС. НапШнжВниВ
ШВгЭПиШФваПФсй автФСатидВсНи. На станвии ФсЭжВствПнПисй СВбанидВсНан пФдада тФпПива в НФтВПйнЭм и
автФСатидВсНФВ ЭдаПВниВ зФПи и еПаНа. Зажита ФбФШЭдФвани
н Фт тФНФв НФШФтНФгФ заСиНанин
ФсЭжВствПнПасй пПавНиСи пШВдФбШанитВПнСи. КабВПйниСи биПи СагистШаПйниВ Пинии. ВпФсПВдствии пФ
ФбШазЭ и пФдФбим пВШвФй Нйм
-
ЙФШНсНФй вВнтШаПйнФй кПВНтШидВсНФй станвии биПФ пФстШФВнФ ВжВ пнтй
анаПФгидниб кПВНтШФстанвий с ЭсФвВШ
еВнствФванниСи кдисФнФвсНиСи паШФдинаСФ.


ВвидЭ нВФббФдиСФсти стШФитВПйства кПВНтШФстанвий в нВпФсШВдствВннФй бПизФсти Фт СВста пФтШВбПВнин
кПВНтШФкнВШгии (из
-
за СаПФгФ напШнжВнин кПВНтШФпВШВдади), а таНжВ ввидЭ знадитВПйнФй стФиСФсти зВСПи
в НймЙФШНВ пВШв
иВ кПВНтШФстанвии ШазСВжаПисй в СнФгФктажниб зданинб, дтФ биПФ нВбВзФпаснФ и
НФнстШЭНтивнФ вВсйСа нВШавиФнаПйнФ. В пФдваПйнФС ктажВ биПи ЭстанФвПВни паШФвиВ Саеини и бФПйеиВ
паШФдинаСФ. ПФсПВдниВ из
-
за ФгШФСнФй тнжВсти свФиб движЭжибсн дастВй тШВбФваПи ФдВ
нй пШФдниб
аЭндаСВнтФв и пФктФСЭ ШазСВжаПисй в нижнВС ктажВ. На втФШФС ктажВ (на ЭШФвнВ зВСПи) биПи ШазСВжВни
СВнВВ СФжниВ динаСФ
-
Саеини, на тШВтйВС и дВтвВШтФС ктажаб
2

сФФтвВтствВннФ паШФвиВ вФдФтШЭбниВ
НФтПи и

ЭгПВбШаниПижа. На саСиб вВШбниб ктажаб
2

си
стВСа ФбПаждВнин вФди с пФСФжйм СФжниб
вВнтиПнтФШФв и аННЭ
СЭПнтФШнан батаШВн на 8000 А·д.

ВпФсПВдствии пШи ШазШабФтНВ систВС тШансаФШСавии кПВНтШидВсНФй кнВШгии и сФвВШеВнствФвании
висФНФвФПйтниб Пиний кПВНтШФпВШВдади, стШФитВПйствВ вВнтШаПйниб кПВНтШидВсН
иб станвий стаПи пФ
вФзСФжнФсти пШиСВннтй гФШизФнтаПйнФВ ШаспФПФжВниВ ФбФШЭдФванин в здании, а саСи зданин стШФитй за
гШанивВй пПФтнФй гФШФдсНФй застШФйНи.

Создание

трехфазной

системы

явилось важнейшим этапом в развитии техники. Эта система вывела
проблему

передачи электроэнергии, а вместе с ней и электротехнику из кризисного состояния, которое
сложилось в 80
-
х годах прошлого века. Производительные силы полумили новую техническую базу, во многом
сп собственную углублению и расширению процесса концентрации и

централизации производства.

Электрическая энерги которая могла теперь передаваться в удаленные промышленные районы, вызвала
коренную реконструкцию энергохозяйства промышленных предприятии и начала внедряться в
технологию.

Процесс электрификации постепенно

захватывал вес новые области производственной
деятельности, революционизировал развитие производительных сил и не мог не привести к глубоким
социальным изменениям.

Первой в мире эксплуатировавшейся трехфазной электростанцией была Лауфенекая. После закрыти
я
Франкфуртской выставки электростанция в Лауфене перешла в собственность города Хейль
-
бронна,
расположенного в 12 км от Лауфена. Эта установка была пущена в эксплуатацию в начале 1892 г. На
гидростанции были установлены два одинаковых трехфазных синхронны
х генератора. Напряжение (фазное)
при помощи трансформаторов повышалось с 50 до 5000 В.

Электроэнергия использовалась для питания всей городской осветительной сети, а также ряда небольших
заводов и мастерских. Понижающие трансформаторы устанавливались
непосредственно у потребителей.

В том же 1892 г. была сдана в эксплуатацию линия Бюлах
-
Эрликон (Швейцария). Машины для электростанции
были спроектированы еще во время подготовки Франкфуртской выставки швейцарской фирмой «Эрликон». У
водопада в Бюлахе была
построена гидроэлектростанция с тремя трехфазными генераторами мощностью 150
кВт каждый. Электроэнергия передавалась на расстояние 23 км для электроснабжения завода.

Вслед за этими первыми установками началось довольно быстрое строительство ряда электроста
нций, причем
наибольшее их число было в Германии.

39))
оПВНтШФкнВШгин НаН тФваШ, ВВ ФсФбВннФсти

Качество электроэнергии

-

объединение свойств электрической энергии, которые
определяют ее потребительские ка
чества.

Сегодня электроэнергия это самый важный ресурс. Ею пользуются в разных областях
деятельности человека, заменить ее использование другим каким
-
либо источником просто
невозможно. Электроэнергия производится, покупается и продается, а точнее это некий

товар и как любому товару, к его качеству предъявляют особые требования.

Правда, нужно понимать под электроэнергией нечто другое, ведь это товар абсолютно
другого рода. Его свойства изменяются во времени, этот товар, если вдруг к нему
возникнут претензии
нельзя будет обменять у продавца на подобный

товар, но лучшего
качества, как обычно мы это делаем с большинством товаров. Еще одна особенность
электроэнергии это то, что ее свойства касаются не только поставщика, но многого
другого, начиная с самого потре
бителя. Рассмотрим пример, тот, кто поставляет
электроэнергию может поддерживать напряжение и частоту электрического тока в месте
подключения потребителя в пределах возможного, правда фазу и силу тока, которая
потребляется из сети, абсолютно полностью опре
деляет потребитель.

Важные особенности экономики энергосистем, основанные на специфике
электроэнергии

которые нужно учитывать при организации рынка электроэнергии это:

-

Производство,

доставка и потребление электроэнергии происходит одно
-
временно и она
н
е складируется

в больших количествах.

-

Еще электроэнергия

стандартизированный про¬дукт, поставляемый
многими

производителями в общие электрические сети. Поэтому

кто произвел
электроэнергию определить просто невозможно.



Электроэнергия это товар перво
й необходимости. Из
-
за этого потребители очень сильно
реагируют к перерывам в электроснабжении, а энергосистема должна быть надежной.

Или по
-
другому, спрос не всегда равен потреблению на рынке электроэнер¬гии.

Запросы к свойствам электроэнергии прописаны в

нормативных документах


или по
-
другому, в стандартах, технических условиях, договорах между потребителем и
поставщиком. На сегодняшний день в России такие требования установлены в ГОСТ 13109
-
97 «Электрическая энергия. Контакт между техническими средствам
и электромагнитный.
Норма качества электрической энергии в системе электроснабжения общего назначения».
В стандарте прописаны показатели, соответствующие контролю, а также их максимально
допустимые значения.

40))
Усовершенствование конструкций ЛЭП

В конце XIX века при сооружении первых промышленных систем передачи электрической
энергии на значительные расстояния было разработано и усовершенствовано огромное
количество новых технических решений. В частности, в процессе эксплуатации
электропередачи Ла
уфен


Франкфурт
-
на
-
Майне был получен бесценный опыт
организации передачи электрического тока с использованием воздушной линии,
выполненной неизолированными проводами на деревянных опорах.

Первые воздушные линии электропередачи, предназначенные для уличног
о и
квартирного электрического освещения, проходили по крышам домов и состояли из
металлической проволоки, прикрепленной к деревянным шестам. Однако вскоре было
обнаружено, что при дожде мокрые шесты давали току возможность уходить из проволоки,
и чем длин
нее была линия, тем больше побочных путей находил себе ток и тем слабее
становилась та его часть, которая достигала конца линии. Это вызвало необходимость
изолировать проволоку от шестов в местах крепления. Первые
промышленные

изоляторы
Кларка (рис. 11.10)
появились в 40
-
х годах XIX века и
использовались при прокладке городских телеграфных и телефонных сетей. Изоляторы
были изготовлены из глазированной глины и имели форму, препятствующую попаданию
дождя к месту соединения с проволокой. В частности, фаянсовое

основание изолятора
Кларка было прикреплено к горизонтальной деревянной перекладине, привинченной к
столбу. Дополнительная защита от сырости представляла собой жестяную крышку,
покрывающую верхнюю часть фаянсового основания.

С увеличением протяженности во
здушных телефонных и телеграфных линий возрастали и
требования к диэлектрическим свойствам изоляторов. Конструкция первого
колоколообразного изолятора (рис. 11.11) была предложена Сименсом в 1848 г. Такой
изолятор изготавливался из фарфора, обожженной глин
ы либо стекла и с начала 50
-
х
годов XIX века широко использовался в Европе и Америке. В 1856 г. Кларк получил
привилегию на усовершенствованный изолятор Сименса. Внутренняя поверхность
изолятора имела более сложный «двухюбочный» профиль (рис. 11.12), в кот
ором обмен
воздуха был затруднен, что препятствовало проникновению влаги и пыли. Такие
изоляторы во второй половине XIX века были повсеместно распространены в Европе и
стали использоваться при сооружении первых воздушных линий электропередачи.


Провода пер
вых воздушных телеграфных линий изготавливались из обычной железной
оцинкованной проволоки, сечение которой определялось как электрическими (сила тока,
проходящего по проводу, и сопротивление линии), так и механическими (условия
прокладки и длина пролетов
между опорами) параметрами. Впоследствии вместо
металлический проволоки стали применять также и проволоку из чистой меди, которая
проводит ток гораздо лучше железной и, следовательно, может быть меньшего сечения, а,
кроме того, не ржавеет. Недостатками мед
ной проволоки были ее значительно меньшая
механическая прочность и способность вытягиваться, причем уже в то время она
значительно больше, чем железная, соблазняла любителей чужой собственности.

Значительный прогресс в деле сооружения воздушных линий был д
остигнут с
применением алюминиевых проводов. При этом значительно уменьшались вес проводов и
нагрузка на опоры линий. По мере снижения стоимости алюминий постепенно вытеснял
медь и стал основным материалом при сооружении силовых линий электропередачи.

В пр
оцессе строительства первых высоковольтных линий электропередачи был получен
также огромный опыт в технологии монтажа опор и проводов. Были изобретены
различные вороты и тяги для монтажа провода на опорах (рис. 11.13), а также способы
механического сращива
ния проводов и прикрепления их к изоляторам (рис. 11.14).

Первые

опоры

воздушных линий электропередачи, как и телеграфно
-
телефонных линий
связи, в основном представляли собой деревянные столбы, пропитанные раствором
медного купороса или дегтем. Для пропитк
и дегтем предварительно высушенные
искусственным способом столбы помещались в большой заполненный дегтем котел,
который герметически закрывался. Из котла с помощью мощных насосов откачивался
воздух, а после этого повышалось давление. Деготь заполнял поры д
ревесины, препятствуя
размножению микроорганизмов, вызывающих гниение. При прокладке воздушных линий
в населенных пунктах использовались также металлические опоры, имеющие более
легкую и изящную форму.

В тех случаях, когда провода линий электропередачи про
ходили не в воздухе, а по всей
своей длине соприкасались с каким
-
либо твердым телом (земля, стены зданий и т.п.), их
необходимо было покрывать изоляционной оболочкой из непроводящего вещества,
препятствующего току находить себе пути утечки с поверхности пр
овода. Это, естественно,
значительно увеличивало стоимость провода, однако являлось единственным способом
обеспечения электрической изоляции. Обеспечение защиты проводов от влаги при
соответствующей механической прочности и незначительной толщине изоляции,

составляющей одну десятую или даже одну двадцатую часть диаметра самого провода,
оказалось достаточно сложной технической проблемой.

Самый простой способ изолирования заключался в обматывании проводов слоем
хлопчатобумажной, джутовой, шелковой или
пеньковой изолирующей нити. Первые
обматывающие машины для изолировки проводов (рис. 11.15) были разработаны в
Берлине на фирме Штейна. Впоследствии изоляционную оплетку стали выполнять не из
ниток, а из плоских лент, а, кроме того, для улучшения изоляцион
ных свойств при
применении повышенных напряжений стали использовать ленточную намотку в
несколько слоев. Общий вид машины для двойной ленточной оплетки приведен на
рис.11.16.

Гуттаперчевая или каучуковая изоляция проводов являлась хорошим изолятором, но
то
лько до тех пор, пока не нарушалась ее целостность. К сожалению, со временем на
открытом воздухе такая изоляция постепенно высыхала и становилась хрупкой, а в воде ее
разрушали животные. Это обстоятельство заставило обратиться электротехников к
тысячелетне
му опыту человечества, использовавшего свинец в качестве главного
изолятора от влаги при строительстве, например, протяженных водоводов. Первоначально
для покрытия свинцовой оболочкой проводов, оплетенных внутренней нитяной или
ленточной изоляцией, их прод
евали сквозь свинцовую трубу длиной 50


60 метров, после
чего отдельные куски труб спаивали. Однако качество проводов, покрытых наружной
свинцовой изоляцией таким способом, оказалось неудовлетворительным еще и потому,
что между самим проводом и его свинцо
вой оболочкой нередко оставалась влага, со
временем разрушающая внутреннюю изоляцию.

Для изготовления первых силовых кабелей, используемых в городских системах
распределения электрической энергии, вырабатываемой центральными электрическими
станциями, швейц
арскими электротехниками был разработан способ покрытия проводов
и силовых кабелей свинцовой изоляцией аналогично покрытию их гуттаперчей, т.е. путем
прессования. Такой способ давал не только полное прилегание свинцовой оболочки к
проводу, но и устранял не
обходимость спаивания отдельных частей оболочки. Общий вид
пресса для выделки освинцованных проводов и кабелей, изготовленного фирмой
«Grusonwerk» в Магдебурге, показан на рис. 11.18. Для повышения надежности и
устранения проникновения влаги через свинцову
ю оболочку высоковольтного кабеля,
имеющую иногда микроскопические отверстия из
-
за попадания в свинец песчинок,
нередко выполняли двойное свинцовое покрытие. Для защиты от механических
повреждений свинцовое покрытие нередко защищали броней


дополнительной

навивкой
поверх свинцовой оболочки железных проволок или лент, делающих кабель значительно
менее восприимчивым к внешним механическим нагрузкам.

Общий вид первых одножильных кабелей, разработанных и производимых в период 50

70
-
х годов XIX века и используе
мых как для подземной, так и для подводной прокладки,
приведен на рис. 11.19.

41))первая трехфазная линия электропередач


Электрификация ведет свой отсчет времени с 1891 г., когда состоялось испытание трехфазной системы на
Международной электротехнической
выставке в г. Франкфурте
-
на
-
Майне (Германия) [5.1].

После многочисленных дискуссий о выборе рода тока для электропередачи было решено предложить фирме
АЭГ, в которой в то время работал М.О. Доливо
-
Добровольский, передать посредством электричества
энергию в
одопада на р. Неккар (близ местечка Лауфен) на территорию выставки во Франкфурт на
расстояние 170 км. В Лауфене для этой цели выделялась турбина, дававшая полезную мощность 300 л.с. До
этого времени дальность электропередачи не превышала 15 км, и некоторые

компетентные специалисты
полагали, что КПД установки может оказаться ниже 50 %.

М.О. Доливо
-
Добровольскому предстояло в течение года спроектировать и построить асинхронный
двигатель мощностью около 75 кВт и трехфазные трансформаторы мощностью 100

150 кВ •

А.
Изготовление генератора было поручено главному инженеру швейцарского завода «Эрликон» Ч. Броуну,
который сотрудничал с М.О. Доливо
-
Добровольским в области конструирования многофазных машин. Срок
был чрезвычайно коротким, а задачи


весьма ответственным
и: во
-
первых, новая система тока должна
была подвергнуться испытанию перед лицом представителей всего мира; во
-
вторых, масштабы испытания
были невиданными. Двигатели и трансформаторы на такие мощности еще никогда не строились.

В августе 1891 г. на выставке

впервые зажглись 1000 ламп накаливания, питаемых током от Лауфенской
гидроэлектростанции (ГЭС); 12 сентября того же года двигатель М.О. Доливо
-
Добровольского привел в
действие декоративный водопад. Налицо была своеобразная энергетическая цепь: небольшой
и
скусственный водопад приводился в действие энергией естественного водопада, удаленного от первого на
170 км.

Что же представляла собой эта первая трехфазная линия?

На гидроэлектростанции в Лауфене энергия, развиваемая турбиной, передавалась через коническу
ю
зубчатую передачу на вал трехфазного синхронного генератора (мощность 230 кВ • А, частота вращения 150
об/мин, напряжение 95 В, соединение обмоток звездой). В Лауфене и Франкфурте находилось по три
трехфазных трансформатора с магнитопроводом призматическ
ой формы. Трансформаторы были погружены
в баки, наполненные маслом.

Трехпроводная линия была выполнена на деревянных опорах со средним пролетом около 60 м. Медный
провод диаметром 4 мм крепился на штыревых фарфорово
-
масляных изоляторах. Интересной деталью
линии являлась установка плавких предохранителей со стороны высокого напряжения: в начале линии в
разрыв каждого провода был включен участок длиной 2,5 м, состоявший из двух медных проволок
диаметром 0,15 мм каждая. Для отключения линии во Франкфурте посре
дством простого приспособления
устраивалось трехфазное короткое замыкание, плавкие вставки перегорали, турбина начинала развивать
большую скорость, и машинист, заметив это, останавливал ее.

На выставочной площадке во Франкфурте был установлен понижающий тр
ансформатор, от которого при
напряжении 65 В питались 1000 ламп накаливания, расположенных на огромном щите. Здесь же был
установлен трехфазный асинхронный двигатель Доливо
-
Доброволь
-
ского, приводивший в действие
гидравлический насос мощностью около 100 л.
с. Одновременно с этим мощным двигателем М.О. Доливо
-
Добровольский экспонировал асинхронный трехфазный двигатель мощностью около 100 Вт с вентилятором
на его валу и двигатель мощностью 1,5 кВт с сидящим на его валу генератором постоянного тока.

Перед пуско
м электропередачи возникли неожиданные затруднения. Дело в том, что линия пересекала
территории четырех германских земель, и местные власти очень опасались высокого напряжения. Люди
испытывали страх перед деревянными столбами с табличками, на которых был и
зображен череп. Людей
смущало и то, что оборудование на электростанции было заземлено, как заземлена была и нейтраль
трансформатора. В связи с этим очень опасались обрыва провода и падения его на землю, хотя было
разъяснено, что все опасности предусмотрены

и линия надежно защищена. М.О. Доливо
-
Доб
-
ровольскому
пришлось провести опасный, но убедительный эксперимент. На границе двух земель собрались
представители местных властей. Включили линию под напряжение и на глазах у присутствующих
искусственным путем об
орвали провод, который с яркой вспышкой упал на рельсы железной дороги. М.О.
Доливо
-
Добровольский сейчас же подошел и поднял провод голыми руками


настолько он был уверен, что
спроектированная им защита сработает надежно.

25 августа 1891 г. официальный пу
ск линии состоялся. Испытания электропередачи, которые проводились
Международной комиссией, дали следующие результаты: минимальный КПД электропередачи (отношение
мощности на вторичных зажимах трансформатора во Франкфурте к мощности на валу турбины в Лауфен
е)
68,5, максимальный 75,2 %; линейное напряжение при испытаниях около 15 кВ, а при более высоком
напряжении


25,1 кВ максимальный КПД составил 78,9 %.

Результаты испытаний электропередачи ;lay
-
фен

Франкфурт не только продемонстрировали возможности
электр
ической передачи энергии, но и поставили точку в давнем споре. В борьбе «постоянный

переменный
ток» победил переменный.

42)
)

Развитие кабельной и изоляционной техники

Различные области практического применения электроэнергии потребовали разработки
электроизоляционных
материалов.

К 70
-
м годам XIX в. закладываются основы новых отраслей техники
-
кабельной и электроизоляционной.

Начальный период развития кабельной техники тесно связан с работами по минной электротехнике и
электромагнитному телеграфу.

Пе
рвый подводный электрический кабель (Шиллинг 1812 г.) представлял собой тонкую проволоку, покрытую двумя
слоями изоляции (шелком и пенькой). Первый слой (шелк) пропитывался специальным смолистым составом. Затем шла
пенька и тот же состав.

Первые подземные
телеграфные кабели изготовляли так же (Шиллинг, Якоби и др.). Пропитка: воск, сало, канифоль.
Защитной оболочкой служили стеклянные трубки, соединенные резиновыми муфтами, или стальные гильзы. В
отдельных случаях стеклянные трубки закладывались в деревянны
е желоба I (при подземной прокладке).

В начале 40
-
х годов XIX в. создаются специальные машины для обвивки проводов пряжей; в качестве изоляционных
материалов начинают применять резину и гуттаперчу. Существенную роль в улучшении качества изоляции сыграло
создание свинцового пресса (1879 г.), с помощью которого изолированный провод покрывался бесшовной свинцовой
оболочкой [2].

В 90
-
х годах все большее применение для силовых кабелей начинает получать многослойная изоляция из бумаги,
пропитанной маслом.

Разви
тие электрических машин и аппаратов вызвало необходимость в развитии специальных термостойких
электроизоляционных материалов. Для повышения термостойкости создаются пропиточные составы и покрытия. Для
изоляции пластин коллектора начинают применять слюду.

В

начале 90
-
х годов на основе слюды создаются новые материалы: миканит, микалента, микафолий, нашедшие
широкое применение для изоляции электрических машин и приборов.

43))
Основные этапы развития электротехники

Решающая роль в современном научно
-
техническом

прогрессе принадлежит электрификации. Как известно,
под электрификацией понимается широкое внедрение электрической энергии в родное хозяйство и быт, и
сегодня нет такой области техники, в том или ином виде не использовалась бы электрическая энергия в
буду
щем ее применение будет еще более расширяться.

Под электротехникой в широком смысле слова подразумевается область науки и техники, использующая
электрические и магнитные явления для практических целей.

Это общее определение электротехники можно раскрыть бо
лее подробно, выделив те основные области, в
которых используют электрические и магнитные явления: преобразование энергии природы
(энергетическая); превращение вещества природы (технологическая); получение и передача сигналов или
информации (информационная
). Поэтому более полно электротехнику моя определить, как область науки и
техники, использующую электрические и магнитные явления для осуществления процессов преобразования
энергии и превращения вещества, а также для передачи сигналов и информации.


В посл
едние десятилетия из электротехники выделилась промышленная электроника с тремя ее
направлениями: информационное, энергетическое и технологическое, которые с каждым годом приобретают
все большее значение в ускорении научно
-
технического прогресса.

В развити
и электротехники условно можно выделить следующие шесть этапов.

1. Становление электростатики (до 1800 г.)

К этому периоду относятся первые наблюдения электрических и магнитных явлений, создание первых
электростатических машин и приборов, исследования атмо
сферного электричества, разработка первых
теорий электричества, установление закона Кулона, зарождение электромедицины.

2. Закладка фундамента электротехники, ее научных основ {1800


1830 гг.)

Начало этого периода ознаменовано созданием «вольтова столба»


первого электрохимического
генератора, а вслед за ним «огромной наипаче батареи» В. В. Петрова, с помощью которой им была
получена электрическая дуга и сделано много новых открытий. Важнейшими

достижениями этого периода
является открытие основных свойств электрического тока, законов Ампера, Био
-

Савара, Ома, создание
прообраза электродвигателя, первого индикатора электрического тока (мультипликатора), установление
связей между электрическими и

магнитными явлениями.

3. Зарождение электротехники (1830

1870 гг.)

Самым знаменательным событием этого периода явилось открытие М. Фарадеем явления электромагнитной
индукции, создание первого электромашинного генератора. Разрабатываются разнообразные конс
трукции
электрических машин и приборов, формулируются законы Ленца и Кирхгофа, создаются первые источники
электрического освещения, первые электроавтоматические приборы, зарождается электроизмерительная
техника. Однако широкое практическое применение элект
рической энергии было невозможно из
-
за
отсутствия экономичного электрического генератора.

4. Становление электротехники как самостоятельной отрасти техники (1870

1890 гг.)

Создание первого измышленного электромашинного генератора с самовозбуждением (динамо
машины)
открывает новый этап в развитии электротехники, которая становится самостоятельной отраслью техники.

В связи с развитием промышленности, ростом городов возникает острая потребность в электрическом
освещении, начинается строительство «домовых» элект
рических станций, вырабатывающих постоянный ток.
Электрическая энергия становится товаром, и все более остро ощущается необходимость централизованного
производства и экономичной передачи электроэнергии на значительные расстояния. Решить эту проблему на
баз
е постоянного тока было нельзя из
-
за невозможности трансформации постоянного тока.

Значительным стимулом к, внедрению переменного тока явилось изобретение «электрической свечи» П. Н.
Яблочковым и разработка им схемы дробления электрической энергии посредст
вом индукционных катушек,
представлявших собой трансформаторе разомкнутой магнитной системой. Однако однофазные двигатели
были непригодны для целей промышленного электропривода.

Одновременно разрабатываются способы передачи электрической энергии на большие

расстояния
посредством значительного повышения напряжения линий электропередач.

Дальнейшее развитие электрического освещения способствовало совершенствованию электрических машин
и трансформаторов; в середине 80
-
х гг. началось серийное производство однофаз
ных трансформаторов с
замкнутой магнитной системой (М. Дери, О. Блати, К. Циперновский).

Идея П. Н. Яблочкова о централизованном производстве и распределении электроэнергии претворяется в
жизнь, начинается строительство центральных электростанций переменно
го тока. Однако развивающееся
производство требовало комплексного решения сложнейшей научно
-
технической проблемы: экономичной
передачи электроэнергии на дальние расстояния и создания экономичного и надежного электрического
двигателя, удовлетворяющего требо
ваниям промышленного электропривода. Эта проблема была успешно
решена на основе многофазных, в частности трехфазных систем.


5. Становление и развитие электрификации (с 1891 г.)

Важнейшей предпосылкой разработки трехфазных систем явилось открытие (1888
г.) явления
вращающегося магнитного поля. Первые многофазные двигатели были двухфазными.

Трехфазная система оказалась наиболее рациональной, так как имела ряд преимуществ как перед
однофазными цепями, так и перед другими многофазными системами. В разработк
у трехфазных систем
большой вклад сделали ученые и инженеры разных стран. Но как будет показано далее, наибольшая заслуга
принадлежит М. О. Доливо
-
Добровольскому, сумевшему придать своим работам практический характер,
создавшему трехфазные синхронные генер
аторы и асинхронные двигатели, трансформаторы.

Убедительной иллюстрацией преимуществ трехфазных цепей была знаменитая Лауфен
-
Франкфуртская
электропередача (1891 г.), сооруженная при активном участии Доливо
-
Добровольского.

С этого времени начинается бурное
развитие электрификации: строятся мощные электростанции, возрастает
напряжение электропередач, разрабатываются новые конструкции электрических машин, аппаратов и
приборов. Электрический двигатель занимает господствующее положение в системе промышленного
пр
ивода. Процесс электрификации постепенно охватывает все новые области производства: развивается
электрометаллургия, электротермия, электрохимия. Электрическая энергия начинает все более широко
использоваться в самых разнообразных отраслях промышленности, н
а транспорте, в сельском хозяйстве и в
быту.

Широкое применение переменного тока потребовало теоретического осмысления и математического
описания физических процессов, происходящих в электрических машинах, линиях электропередач,
трансформаторах. Расширяютс
я исследования явлений в цепях переменного тока с помощью векторных и
круговых диаграмм.

Огромную прогрессивную роль в анализе процессов в цепях сыграл комплексный метод, предложенный в
1893

1897 гг. Ч. П. Штейнмецом.

С развитием крупных энергосистем и уве
личением дальности электропередач возникла серьезная научно
-
техническая проблема обеспечения устойчивости параллельной работы генераторов электростанции,
которая была решена отечественными и зарубежными учеными. Теоретические основы электротехники
становят
ся базой учебных дисциплин в вузах и фундаментом научных исследований в области
электротехники.


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

Рост потребности в постоянном токе (электрохимия, электротранспорт и др.) вызвал необходимость в
развитии преобразовательной техники, что привело к зарождению, а затем бурному развитию
промышленной электроники.

Электротехника становится базой для разработки автоматизированных систем управления энергетическими
и производственными процессами. Создание р
азнообразных 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.

Значительный прогресс в электронике наметился после создания больших интегральных схем (БИС),
быстродействие их измеряется миллиардными долями секунды, а минималь
ные размеры составляют 2

3
мкм. Внедрение БИС привело к созданию микропроцессоров, осуществляющих цифровую обработку
информации по программе, и микроЭВМ.

Быстрое развитие микроэлектроники обусловило возникновение и заметный прогресс новой области науки и
техники


информатики. Уже в начале 80
-
х гг. как в нашей стране, так и за рубежом стали изготовлять
микропроцессоры и микроЭВМ в одном кристалле. Все это д
ает огромный эффект в повышении надежности,
снижении габаритов и потребляемой энергии микроэлектронных устройств, используемых в различных
производственных процессах, автоматизированных систем управления, на транспорте, в бытовых
устройствах.

44)) ППан ГОо
ЛРО
-

пВШвий в СиШФвФй истФШии пПан Шазвитин наШФднФгФ бФзнйства.




(сокр. от

Го
сударственная комиссия по

эл
ектрификации

Ро
ссии
)



орган, созданный 21 февраля 1920
года для разработки проекта
электрификации

России

пос
ле

Октябрьской революции

1917 года
. Аббревиатура
часто расшифровывается также, как

Государственный план электрификации России
, то есть продукт комиссии
ГОЭЛРО, ставший первым перспективным планом развития экономики, принятым и реализованны
м в России
после революции.

История
[
править

|

править исходный текст
]

По некоторым источникам, подготовка проекта масштабной электрификации России велась ещѐ до

революции
1917 года
[1]

немецкими инженерами, работавшими на Петербургскую электрическую компанию, в предположении,
что в годы Первой мировой войны (1914

1918) невозможно было начать реализацию по причине больших
военных расходов. По другим да
нным, основой ГОЭЛРО стали наработки созданного в

1916 году

отдела
энергетики академической

Комиссии по изучению естественных производительных сил России

(КЕПС),
преобразованного в

1930 году

в

Энергетический институт АН СССР
[2]
.

В

1920 году
, менее чем за 1 год
[3]
[4]

(во время

гражданской войны

(1917

1922/1923) и

интервенции
) правительство
под руководством
Ленина

разработало перспективный план электрификации страны, для чего, в частности, и была
создана Комиссия по разработке плана электрификации под руководством

Г.

М.

Кржижановского
. К работе
комиссии было привлечено около 200 учѐных и инженеров. В декабре
1920 года

выработанный комиссией план
был одобрен

GIII Всероссийским
съездом Советов
, через год его утвердил

IX Всероссийский съезд Советов
.


КФССЭнизС
4

ктФ Встй СФвВтсНан вПастй пПмс кПВНтШиаиНавин всВй стШани.

В. И.
ЛВнин
.


ГОЭЛРО
был планом развития не одной энергетики
, а всей экономики. В нѐм предусматривалось строительство
предприятий, обеспечивающих эти стройки всем необходимым, а также опережающее развитие
электроэнергетики. И все это привязывалось к планам развития территорий.

Среди них



заложенный в

1927
году

С
талинградский тракторный завод
. В рамках плана также началось освоение
Кузнецкого угольного бассейна
,
вокруг которого возник новый промышленный район. Советское правительство поощряло инициативу частников в
выполнении ГОЭЛРО. Те, кто занимался электрификацией, могли рассчитывать на налоговы
е льготы и кредиты от
государства.

План ГОЭЛРО, рассчитанный на 10

15 лет, предусматривал строительство 30 районных электрических станций
(20

ТЭС

и 10

ГЭС
) общей мощностью 1,75

млн кВт. В числе прочих намечалось построить
Штеровскую,

Каширскую
,

Нижегородскую
,

Шатурскую

и

Челябинскую
районные теплов
ые электростанции, а также
ГЭС



Нижегородскую
,

Волховскую

(1926),

Днепровскую
,

две станции на реке Свирь

и др. В рамках проекта было
проведено экономическое районир
ование, выделен транспортно
-
энергетический каркас территории страны.
Проект охватывал восемь основных экономических районов (Северный, Центрально
-
промышленный, Южный,
Приволжский, Уральский, Западно
-
Сибирский, Кавказский и Туркестанский). Параллельно велос
ь развитие
транспортной системы страны (магистрализация старых и строительство новых железнодорожных линий,
сооружение

Волго
-
Донского канала
). Проект ГОЭЛРО положил основу

индустриализации в России
. План в
основном был перевыполнен к

1931
. Выработка электроэнергии в

1932 году

по сравнению с 1913 годом
увеличилась не в 4,5 раза, как планировалось, а почти в 7 раз: с 2 до 13,5 млрд

кВт·ч
.

В
ыполнение плана ГОЭЛРО
[5]
[
править

|

править исходный текст
]

ПФНазатВПй

1913

1920

ППан
ГОоЛРО

1930

1935

ГФд випФПнВнин
пПана ГОоЛРО

ВаПФван
пШФдЭНвин
пШФСиеПВннФсти (1913
-
I)

1

0,14

1,8
-
2

2,5

5,8

1929
-
1930

МФжнФстй ШайФнниб
кПВНтШФстанвий (СПн.Нвт)

0,2

0,25

1,75

1,4

4,1

1931

ПШФизвФдствФ
кПВНтШФкнВШгии (СПШд.
Нвт. д.)

2,0

0,5

2,8

8,4

28,3

1931

бгФПй (СПн. т.)

29,2

8,7

62,3

47,8

109,8

1932

НВатй (СПн. т.)

?

3,9

16,4

18,5

25,2

1929
-
1930

аФШа (СПн. т.)

1,7

1,4

18,4

8,1

18,5

1934

ЯВПВзнан ШЭда (СПн. т.)

9,2

0,16

19,6

13,7

26,3

1934

иЭгЭн (СПн. т.)

4,2

0,12

9,2

5,0

12,5

1934

СтаПй (СПн. т.)

4,3

0,19

6,5

5,8

12,6

1933

БЭСага (тис. т.)

269,2

30,3

683,5

435,3

648,8

1936

Электричество было практически неизвестно в деревнях до революции. Большие землевладельцы устанавливали
небольшие электростанции, но число их было мало
[6]
.


1913

1917

1927

КФПидВствФ
кПВНтШФстанвий

33

75

858

бстанФвПВннан
СФжнФстй (НВт)

712

1036

18

500

ОбсПЭживаВСиВ
сВПйсНФбФзнйствВнниВ
пФсВПВнин

4

4

89

739

аВНЭжВВ пФтШВбПВниВ
(тис.

НВт·д
)

427

622

10

000

Электроэнергия стала применяться в сельском хозяйстве: в мельницах, кормовых
резцах, зерноочистительных
машинах, на лесопилках и

т.

д.







Приложенные файлы

  • pdf 8924533
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий