История электротехники

Электротехника - это область науки и техники, рассматривающая законы электричества, электронных схем и электромагнитных явлений и их применение. Эта наука сформировалась в конце 19 века после перехода телеграфа и электроснабжения на коммерческую основу. Сейчас она включает в себя множество подразделов: энергетику, электронику, систему контроля и управления, обработку сигналов и телекоммуникации.

В некоторых странах разделяют электротехнику и электронику, считая, что первая имеет дело с крупными электросистемами (например, с передачей электроэнергии и системами управления двигателями), а последняя – с электронными микросистемами (например, с компьютерами и интегральными схемами). Другими словами, электроника связана с передачей электричества, а электроника – с передачей данных, информации.

Электричество является объектом научных исследований, по крайней мере, с начала 17 века. Первым инженером-электротехником считается Уильям Гилберт, который изобрел версориум – прибор, фиксировавший наличие статического электричества на предметах. Кроме того, он был первым, кто смог провести четкую грань между магнетизмом и статическим электричеством и дать определение электричеству. Однако лишь в 19 веке ученые стали интенсивно исследовать электричество и явления, связанные с ним. Ведущими учеными в этом направлении были Георг Ом, который в 1827 году рассчитал зависимость между электрическим током и напряжением в проводнике, Майкл Фарадей, открывший явление электромагнитной индукции в 1831 году, и Джеймс Клерк Максвелл, опубликовавший в 1873 году «Трактат об электричестве и магнетизме», где изложил свою электромагнитную теорию света.

В то время, науку об электричестве и электрических явлениях рассматривали как подраздел физики. Лишь в конце 19 века университеты стали выдавать дипломы по специальности – электротехника. Первая кафедра и факультет электротехники были открыты в Дармштадском Университете Технологии в 1882 году. В 1883 году этот Университет совместно с Корнельским Университетом впервые в мире ввел курс по электротехнике. А в 1885 колледж при Лондонском Университете открыл первую кафедру электротехники в Великобритании. Потом в 1886 году в Университете Миссури также был основан первый в США факультет электротехники.

В это время исследованиями в области электротехники занимались многие ученые. В 1882 году Томас Эдисон запустил в эксплуатацию первую в мире крупномасштабную электросеть, которая снабжала электричеством (а именно постоянным током с напряжением 110 В) 59 клиентов в Нижнем Манхэттене, одном из районов Нью-Йорка.

В 1887 году Никола Тесла оформил ряд патентов, имевших отношение к новому виду распределения электроэнергии, известному как переменный ток. После этого между Теслой и Эдисоном начался период ожесточенной конкурентной борьбы, известной в Америке под названием «Война токов». Тесла победил. Переменный ток постепенно вытеснил прямой ток из сферы производства и распределения электроэнергии, значительно повысив безопасность и эффективность распределения электроэнергии и расширив область ее применения. Тесла также сделал возможной передачу электрического тока на дальние расстояния.

Оба изобретателя, и Эдисон, и Тесла, дали мощный толчок развитию электротехники. Работа Теслы над двухфазным асинхронным двигателем и электродвигателем многофазного тока оставила значительный след в области электротехники. А Эдисон, благодаря своей работе над телеграфией и разработке биржевого телеграфного аппарата, основал собственную процветающую компанию – Дженерал Электрик. Как бы там ни было, к концу 19 века в электротехнике стали появляться и другие значительные фигуры.

Появлению радио и электроники способствовали многие выдающиеся ученые и изобретатели. Занимаясь углубленным изучением сверхвысоких частот, Генрих Герц в 1888 году экспериментально открыл с помощью электрооборудования существование электромагнитных радиоволн. В 1895 году Никола Тесла смог зафиксировать радиосигнал, переданный из его нью-йоркской лаборатории в военном училище Уэст-Пойнт (расстояние примерно 80,5 км). Карл Фердинанд Браун в 1897 году предложил использовать электронно-лучевую трубку в осциллоскопах, что положило начало развитию телевизионных технологий. Джон Флеминг изобрел первую радиолампу, или вакуумный диод, в 1904 году. Два года спустя Роберт фон Либен (Германия) и Ли де Форест (США) независимо друг от друга изобрели усилительную лампу, или электровакуумный триод. В 1920 году Альберт Хулл открыл магнетрон, что в свою очередь повлекло изобретение Перси Спенсером в 1946 году микроволновой печи. В 1934 году британские военные ученые под руководством д-ра Уимпериса начали успешную разработку первого радара (который тоже задействует магнетроны). Работа была завершена в августе 1936 года строительством в Боудси первой радиолокационной станции.

В 1941 году Конрад Цузе построил первый в мире действующий релейный двоичный компьютер Z3 с программным управлением. А в 1946 году созданная Джоном Преспером Эккертом и Джоном Мочли ЭВМ ЭНИАК положила начало компьютерной эре. Компьютеры дали человеку возможность развить высокие технологии, выйти в космос и побывать на луне.

Изобретение транзистора в 1947 году Уильямом Б. Шокли, Джоном Бардином, Уолтером Браттейном сделало возможным производство более компактных приборов и привело к созданию интегральной схемы. Разработали первую ИС независимо друг от друга Джек Килби в 1958 году и Роберт Нойс в 1959. А в 1968 Марсиан Хофф, инженер из фирмы Интел, изобрел микропроцессор, и, соответственно, положил начало развитию персонального компьютера. Первым микропроцессором был Intel 4004 – 4-разрядный процессор, представленный миру в 1971 году. Но только в 1973 году усовершенствованный Intel 8080 – 8-разрядный процессор – лег в основу создания первого персонального компьютера, Altair 8800.

Копирование информации с сайта http://www.belenergo.ru запрещено. Все материалы защищены авторским правом.