Развитие электротехники в россии кратко
Обновлено: 05.07.2024
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 будущем 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 более 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 последние 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 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 атмосферного электричества, разработка первых теорий электричества, установление закона Кулона, зарождение электромедицины.
2. Закладка фундамента электротехники, ее научных основ
3. Зарождение электротехники (1830—1870 гг.)
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 Ленца 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 электрического 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.
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 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 комплексного 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 двигатели 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.
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 привода. Процесс электрификации постепенно охватывает все новые области производства: развивается электрометаллургия, электротермия, электрохимия. Электрическая энергия начинает все более широко использоваться в самых разнообразных отраслях промышленности, на 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. Расширяются 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 увеличением дальности электропередач возникла серьезная научно-техническая 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 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 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.
Значительный прогресс в электронике наметился после создания больших интегральных схем (БИС), быстродействие их измеряется миллиардными долями секунды, а минимальные 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 дает 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.
Появлению современных методов использования электричества предшествовал целый ряд открытий в физике и инженерном деле, разбросанных во времени на протяжении нескольких столетий. Наука оставила нам дюжину имен, причастных к этому эпохальному процессу. Есть среди них и русские первооткрыватели.
Электрическая дуга Петрова
История возникновения электричества сложилась бы иначе, если бы не физик-экспериментатор и старательный самоучка Василий Петров (1761-1834). Этот ученый, движимый собственным мало кому понятным любопытством, провел множество опытов. Ключевым его достижением стало открытие электрической дуги в 1802 году.
Петров доказал, что ее можно использовать в практических целях – в том числе для сварки металлов, плавки и освещения. Тогда же экспериментатором была создана большая гальваническая батарея. История развития электричества многим обязана Василию Петрову.
Свеча Яблочкова
Лампа Яблочкова, несмотря на революционность идеи, имела несколько фатальных недостатков. После отключения от источника она гасла, а запустить свечу заново уже не представлялось возможным. Тем не менее история происхождения электричества по праву оставила в своих анналах имя Павла Яблочкова.
Лампа накаливания Лодыгина
Первые отечественные опыты, связанные с городским электрическим освещением, были проведены Александром Лодыгиным в Санкт-Петербурге в 1873 году. Именно он изобрел лампу накаливания. Однако попытка ввести новинку в массовую эксплуатацию оказалась неудачной – ей не удалось отнять нишу у повсеместно распространенных газовых фонарей. Патент на вольфрамовую нить был продан зарубежной компании General Electric.
Возможно, история появления электричества в России сложилась бы иначе, если бы на рубеже XIX-XX вв. не было таких проблем с электроснабжением. Если фабрики, деревни или города обзаводились новым источником энергии, то им приходилось покупать генераторы с малой мощностью. Еще не было никаких государственных программ по финансированию электрификации. Если это оказывалось инициативой города, то, как правило, средства на новинку выделялись из закромов и резервного фонда.
Станции и трамваи
Появлялись в царскую эпоху и станции меньших масштабов. История электричества в России многим обязана немецкому промышленнику Вернеру фон Сименсу. В 1883 году он работал над праздничной иллюминацией московского Кремля. После первого удачного опыта его компания (которая позже станет известна как концерн мирового масштаба) создала систему освещения Зимнего дворца и Невского проспекта в Петербурге. В 1898 году небольшая электростанция появилась в столице на Обводном канале. Бельгийцы инвестировали средства в аналогичное предприятие на набережной Фонтанки, а немцы – в еще одно на Новгородской улице.
История электричества сводилась не только к появлению станций. Первый трамвай в Российской империи появился в 1892 году в Киеве. В Петербурге этот новейший вид общественного транспорта в 1907-м запустил инженер-энергетик Генрих Графтио. Инвесторами проекта были немцы. Когда началась война с Германией, они вывели из России капитал, а проект на время заморозился.
Первые ГЭС
К 1913 году на разных российских речках были уже тысячи ГЭС небольшого размера. По подсчетам специалистов их общая мощность составляла 19 мегаватт. Самой крупной ГЭС была Гиндукушская станция в Туркестане (она работает и сегодня). При этом накануне Первой мировой войны сложилась заметная тенденция: в центральных губерниях упор делался на строительство тепловых станций, а в далекой провинции – на силу воды. История создания электричества для российских городов началась с больших вложений иностранцев. Даже оборудование для станций почти все было зарубежным. Например, турбины закупали отовсюду – от Австро-Венгрии до США.
В период 1900-1914 гг. темп российской электрификации являлся одним из самых высоких во всем мире. В то же время существовал заметный перекос. Электричество поставлялось в основном для промышленности, а вот спрос на бытовые приборы оставался достаточно низким. Ключевая же проблема продолжала заключаться в отсутствии централизованного плана модернизации страны. Движение вперед осуществлялось частными компаниями, при этом в массе своей – иностранными. Немцы и бельгийцы в основном финансировали проекты в двух столицах и старались не рисковать своими средствами в далекой российской провинции.
ГОЭЛРО
Пришедшие к власти после Октябрьской революции большевики в 1920 году приняли план по электрификации страны. Его разработка началась еще во время гражданской войны. Главой соответствующей комиссии (ГОЭЛРО – Государственной комиссии по электрификации России) был назначен Глеб Кржижановский, который уже имел опыт работы с разными энергетическими проектами. Например, он помогал Роберту Классону со станцией на торфе в Московской губернии. Всего в комиссию, создававшую план, вошло порядка двухсот инженеров и ученых.
Хотя проект предназначался для развития энергетики, он также затрагивал всю советскую экономику. В качестве сопутствующего электрификации предприятия появился Сталинградский тракторный завод. Новый промышленный район возник в Кузнецком угольном бассейне, где началось освоение огромных залежей ресурсов.
Согласно плану ГОЭЛРО должно было быть построено 30 электростанций районного значения (10 ГЭС и 20 ТЭС). Многие из этих предприятий работают и сегодня. В их числе Нижегородская, Каширская, Челябинская и Шатурская тепловые электростанции, а также Волховская, Нижегородская и Днепровская ГЭС. Осуществление плана привело к появлению нового экономического районирования страны. История света и электричества не может быть не связана с развитием транспортной системы. Благодаря ГОЭЛРО появились новые железные дороги, магистрали и Волго-Донской канал. Именно посредством этого плана началась индустриализация страны, а история электричества в России перевернула очередную важную страницу. Поставленные ГОЭЛРО цели были выполнены в 1931 году.
Энергетика и война
Накануне Великой Отечественной войны общая мощность электроэнергетики СССР составляла около 11 миллионов киловатт. Вторжение Германии и разрушение значительной части инфраструктуры сильно снизили эти показатели. На фоне этой катастрофы в Государственном Комитете Обороны сделали строительство предприятий, вырабатывающих мощности, частью оборонзаказа.
С освобождением территорий, занятых немцами, начался процесс восстановления разрушенных или поврежденных электростанций. Самыми важными были признаны Свирская, Днепровская, Баксанская и Кегумская ГЭС, а также Шахтинская, Криворожская, Штеревская, Сталиногорская, Зуевская и Дубровская ТЭС. Обеспечение оставленных немцами городов электричеством на первых порах осуществлялось благодаря энергопоездам. Первая такая передвижная станция прибыла в Сталинград. К 1945 году отечественной энергетике удалось выйти на довоенные показатели выработки. Даже краткая история электричества показывает, что путь модернизации страны был тернистым и извилистым.
Дальнейшее развитие
После наступления мира в СССР продолжилось строительство крупнейших во всем мире ТЭС и ГЭС. Энергетическая программа осуществлялась согласно принципу дальнейшей централизации всей отрасли. К 1960 году выработка электричества увеличилась в 6 раз по сравнению с 1940 годом. К 1967-му закончился процесс создания единой энергетической системы, объединившей всю европейскую часть страны. В эту сеть вошло 600 электростанций. Их общая мощность составила 65 миллионов киловатт.
Гидроэнергетика развивалась и на Дальнем Востоке. В 1978 году в дома советских граждан стал поступать ток, который производила Зейская ГЭС. Высота ее плотины – 123 метра, а вырабатываемая мощность – 1330 мегаватт. Настоящим чудом инженерной мысли в Советском Союзе считали Саяно-Шушенскую ГЭС. Проект реализовывался в условиях сложного климата Сибири и удаленности от крупных городов с необходимой промышленностью. Многие детали (например, гидротурбины) попадали на стройку через Северный ледовитый океан, проделывая путь в 10 тысяч километров.
В начале 1980-х серьезно изменился топливно-энергетический баланс советской экономики. Все большую роль играли атомные электростанции. В 1980 году их доля в выработке энергии равнялась 5%, а 1985 году – уже 10%. Локомотивом отрасли была Обнинская АЭС. В этот период началось ускоренное серийное строительство атомных электростанций, однако экономический кризис и катастрофа в Чернобыле затормозили данный процесс.
Современность
А.Н. Лодыгин получил патент на изобретение лампы накаливания с угольным стерженьком (привилегия № 1619 от 11 июля 1874 г.) и ежегодную Ломоносовскую премию Академии наук. Устройство было запатентовано также в Бельгии, Франции, Великобритании, Австро-Венгрии. Через шесть лет, в 1880 г., электрическая лампочка Лодыгина, усовершенствованная Т. Эдисоном, начала свое триумфальное шествие по планете.
Электрическая лампа накаливания Лодыгина
Русский электротехник П.Н. Яблочков на своем небольшом электротехническом предприятии построил первую дифференциальную лампу конструкции В. Н. Чиколева. Лампа Чиколева действовала с первого момента без ручной регулировки, требовала сравнительно небольшого тока и допускала последовательное включение в цепь произвольного числа ламп. Начиная с 1879 г. идея дифференциального регулятора В.Н. Чиколева получила широкое применение в прожекторостроении.
Инженер Ф.А. Пироцкий провел ряд опытов по передаче электроэнергии на расстояние сначала нескольких десятков метров, а затем и до 1 км. На основании опытов пришел к заключению о возможности передачи электроэнергии на большие расстояния
Электрический фонарь Яблочкова
Русские электротехники П.Н. Яблочков, А.Н. Лодыгин, В.Н. Чиколев совместно с рядом других электротехников и физиков организовали в составе Русского технического общества Особый Электротехнический отдел. Задачей отдела было содействие развитию электротехники.
В апреле 1879 г. впервые в России электрическими фонарями освещен мост – мост Александра II (ныне Литейный мост)
Один из первых электрических фонарей
в Санкт-Петербурге. При содействии Отдела на Литейном мосту введена первая в России установка наружного электрического освещения (дуговыми лампами Яблочкова в светильниках, изготовленных по проекту архитектора Кавоса), положившая начало созданию местных систем освещения дуговыми лампами некоторых общественных зданий Петербурга, Москвы и других больших городов. Электрическое освещение моста устроенное В.Н. Чиколевым, где горело 12 свечей Яблочкова вместо 112 газовых рожков, функционировало всего 227 дней.
30 января создано первое в мире специальное электротехническое общество – VI отдел Русского технического общества, призванный курировать проблемы электрификации России.
Чертеж на привилегии России № 11982, выданные на имя Н.Н. Бенардоса
Устройство для сварки косвенной (независимой) дугой
Электростанция на барже, р. Мойка
Карл Сименс приобрел лицензию на использование в России ламп Эдисона и построил в Санкт-Петербурге фабрику по производству соответствующего оборудования – кабелей, ламп, переключателей и т.д. Помимо неё и фабрики по изготовлению телеграфного и телефонного оборудования Карл Сименс решил построить в Петербурге завод динамо-машин, который производил бы электромоторы большой мощности, а также турбогенераторы и трансформаторы.
Здание станции площадью 630 м² состояло из машинного отделения с 6 котлами, 4 паровыми машинами и 2 локомобилями и помещения с 36 электродинамомашинами. Общая мощность достигала 445 л.с. Первыми осветили часть парадных помещений: Аванзал, Петровский, Большой фельдмаршальский, Гербовый, Георгиевский залы, и устроили наружную иллюминацию. Было предложено три режима освещения: полное (праздничное) включать пять раз в году (4888 ламп накаливания и 10 свечей Яблочкова); рабочее – 230 ламп накаливания; дежурное (ночное) – 304 лампы накаливания. Станция потребляла около 30 тыс. пудов (520 т) угля в год.
Здание Центральной электрической станции «Общества электрического освещения 1886 г.
25 августа 1890 г. организована Царскосельская электрическая станция, ставшая результатом реконструкции осветительной установки постоянного тока, существовавшей с ноября 1887 г. В 1887 г. при устройстве водопровода возникла мысль об использовании паровых машин не только для привода насосов, но и для привода динамомашин. По проекту инженера Пашкова на улицах города было установлено 120 фонарей (дуговых ламп) на чугугнных столбах – для уличного освещения, были освещены: шоссе от Царского Села в Ям-Ижору (на расстояние 4 верст), Александровский и Запасной дворцы, казармы лейб-гвардии гусарского полка и другие здания. Водопровод обслуживался двумя водонапорными башнями, соответственно было две электрических станции. На станциях первоначально было установлено 9 динамомашин. В ходе эксплуатации Царскосельская установка все время развивалась. Протяженность воздушной сети, составляющая 60 верст в 1888 г., после 1890 г. значительно увеличилась.
На Всемирной электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне М.О. Доливо-Добровольский продемонстрировал первую в мире трехфазную систему передачи электроэнергии на расстояние около 170 км. В 1919 г. М.О. Доливо-Добровольский выдвинул положение о том, что передача электрической мощности переменным током на большие расстояния (сотни и тысячи километров) окажется нерациональной из-за значительных потерь в линии.
Станция инженера Н.В. Смирнова стала типовой для центральных электростанций такой величины и продолжала существовать все первое десятилетие ХХ в., служа образцом городской ЦЭС нового типа и после перехода к трехфазному току высокого напряжения.
Под руководством русских инженеров В.Н. Чиколева и Р.Э. Классона для электроснабжения Охтенского порохового завода в Петербурге введена в строй первая промышленная гидросиловая установка в России мощностью около 300 кВт. Охтенский завод стал в числе первых промышленных потребителей электроэнергии. С середины XVIII в. крупнейшее промышленное предприятие Петербурга, Охтенский завод считался хорошо оснащённым и в достаточной степени механизированным за счёт водной энергии, регулируемой собственной плотиной на реке Охте.
1877 г. – В.Н. Чиколев осуществил в цехе призматических процессов опытную установку оптического дробления света: канализацию электрического света по трубам с зеркалами от мощного источника электрического света (дуговой лампы). Также проводились опыты электрического освещения посредством рефлекторов на далекие расстояния (до 4 км). Эти работы необходимы были для обеспечения работ в ночное и вечернее время.
1879 г. – завод одним из первых фабрично-заводских предприятий применил для освещения свечи Яблочкова.
1883 г. – лампы накаливания применены для наружного освещения порохового городка. 90 ламп располагались по периметру городка протяженностью около 6 км.
В начале 1890-х гг. на заводе возникла задача объединить отдельные элементы электрического хозяйства, перейти от частной электрификации завода к полной с обеспечением электроэнергией всех цехов завода.
1890 г. – построены новые цеха, которые полностью оборудованы электрическим освещением. Проведенные с большим размахом работы были выполнены в две очереди: сначала установили 2 динамомашины мощностью по 40 кВт, аккумуляторную батарею емкостью в 500 А·ч из 120 аккумуляторов и 550 ламп накаливания, а также двигатель постоянного тока в 9 л.с, и осуществили передачу энергии к нему. Работы были выполнены в период с сентября 1890 г. по май 1891 г. Работы второй очереди заключались в установке динамомашины в 40 кВт и 400 ламп накаливания, а также в устройстве электрической сигнализации в новых цехах. Продолжительность работ по второй очереди составила полтора года. Для руководства работами был приглашен В.Н. Чиколев, вначале в качестве производителя работ, а с 1892 г. – в качестве электротехника завода.
К концу XIX века Россия располагала многотысячным корпусом инженеров мирового уровня, аккумулировавших огромный практический, научный и образовательный опыт предыдущих поколений. Авторитет отечественной системы подготовки инженеров в этот период был столь высок, что президент Бостонского (ныне Массачусетского) университета распространил систему подготовки инженеров Императорского высшего технического училища (ныне Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана) вначале на возглавляемый им университет, а затем и на другие высшие учебные заведения Америки.
Высшее электротехническое образование: от практики к фундаментальной теории
Электротехническое образование в России соответствовало мировому уровню науки и техники, развивалось, отвечая потребностям государства и общества, и следовало традициям российской инженерной школы, опираясь на многочисленные достижения науки и быстро развивавшейся электротехнической промышленности.
Первое учебное заведение электротехнического профиля было создано в России в 1874 году, когда Морское ведомство учредило в Кронштадте Минный офицерский класс для подготовки флотских специалистов по электроминному делу и новому тогда торпедному оружию. Это было первое учебное заведение в Российской империи, где электротехника стала предметом изучения и практического применения. Офицеры, поступившие в класс, делились на обязательных слушателей (20 человек) и вольнослушателей (в 1874/75 учебном году их было 70 человек).
На заре века электричества специалисты класса выполнили все наиболее значительные электротехнические работы в России: установку электрического освещения в Кронштадте (1878–1880 годы), освещение Зимнего (1878 год) и Гатчинского (1881-й) дворцов, электрическую иллюминацию московского Кремля (1883 год).
Положение об учреждении и штате первого в Российской империи специализированного Электротехнического института было высочайше утверждено 11 июля 1891 года (первый в США электротехнический факультет при Колумбийском университете в Нью-Йорке открылся не намного раньше, в 1889 году).
Барон Шиллинг фон Канштадт первым достиг практического осуществления идеи о применении электричества для телеграфирования по проводам.
Санкт-Петербургский электротехнический институт был образован на базе трехгодичного Технического училища, которое готовило специалистов для занятия технических и административных должностей в 35 округах Почтово-телеграфного ведомства.
В августе 1891 года состоялся первый прием учащихся в Электротехнический институт четырехкурсного состава.
Для достижения этой цели в институте читался, во-первых, курс теоретической электротехники, в котором излагались разделы учения об электрических и магнитных явлениях, необходимые для сознательного применения электричества на практике. И во-вторых, курс практической электротехники, в котором описывались варианты применения электричества для освещения, передаче работы, в тяге вагонов и так далее. А также теория и устройство всяких электротехнических машин и аппаратов — динамо-машин, альтернаторов, трансформаторов, двигателей.
Многие профессора и преподаватели высших технических учебных заведений совмещали научную и преподавательскую деятельность с практической производственной в качестве руководителей и соисполнителей технических проектов, консультантов и советников. Связь с производством не только способствовала повышению материального достатка, но и давала возможность творческой самореализации.
От вольтовой дуги до телевидения
Электротехническое образование в России было столь успешным, потому что опиралось на существенные достижения отечественной электротехнической науки.
Академик Эмилий Христианович Ленц впервые сформулировал чрезвычайно важное положение, в котором устанавливалась общность и обратимость магнитоэлектрических и электромагнитных явлений
Основоположником русской электротехнической школы дореволюционной научной общественностью был признан профессор физики Санкт-Петербургской медицинской хирургической академии Василий Владимирович Петров (1761–1834), который в 1802 году, независимо от английских ученых Уильяма Николсона и Энтони Карлейля, открыл электролиз. Он же впервые наблюдал вольтову дугу и высказал предположение о ее возможном использовании для освещения. Английский ученый Хэмфри Дэви провел эксперименты с вольтовой дугой и опубликовал их результаты в Philosophical Magazine на десять лет позже, в 1812 году, хотя слава первооткрывателя явления досталась именно ему.
В 1833 году русский академик Эмилий Христианович Ленц впервые сформулировал чрезвычайно важное положение, в котором устанавливалась общность и обратимость магнитоэлектрических и электромагнитных явлений: открытого Гансом Христианом Эрстедом в 1819 году механического воздействия электрического тока на магнитную стрелку и электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831-м.
В сформулированном Ленцем положении была заложена основа принципа обратимости электрических машин. Он первым установил правило определения направления индуцированного тока, выражающего фундаментальный принцип электродинамики — принцип электромагнитной инерции.
Гальванопластика нашла чрезвычайно важные сферы применения в промышленности и в воспроизведении предметов изящных искусств. Русское правительство выдало за это изобретение Якоби премию в размере 25 000 рублей, а Академия наук присудила ему Демидовскую премию в 5000 рублей. Эти огромные по тому времени деньги Якоби по большей части потратил на приобретение оборудования для физического кабинета Академии наук. Он не только внес вклад в установление единиц измерения силы тока и сопротивления, но и был одним из зачинателей метрологии как научного направления.
В 1850 году Якоби создал первый в мире синхронный телеграфный аппарат, печатающий буквы на бумажной ленте. Этот аппарат, использовавшийся на линии С.-Петербург — Царское Село, был строго засекречен, а в 1855 году англичанин Давид Юз получил патент на аналогичное устройство, повторяющее все принципы аппарата Якоби.
Якоби сконструировал один из первых в мире электродвигателей постоянного тока, в котором реализовал принцип непосредственного вращения подвижной части двигателя. В 1838 году этот двигатель (0,5 кВт), питавшийся от аккумуляторной батареи, был испытан на Неве для приведения в движение лодки (восьмивесельный бот) с пассажирами.
В 1840 году Якоби организовал при Главном военном инженерном училище электротехническую школу по подготовке военных специалистов-гальванеров в области использования подводных мин. Во время Крымской войны (1853–856) под его руководством Кронштадт был огражден подводными минами с изолированными медными проводами, их пороховые заряды воспламенялись с помощью индукционных катушек. Один из кораблей англо-французской эскадры на такой мине подорвался, и остальные в полной растерянности покинули Финский залив.
В 1856 году гальваническая команда была преобразована в Техническое Гальваническое заведение, состоявшее при корпусе военных инженеров. Считается, что это чуть ли не первый в континентальной Европе научный, конструкторский и учебный центр, ведающий применением электричества в военных целях.
Еще одна крупнейшая заслуга Яблочкова состояла в изобретении в 1878 году первой работающей модели трансформатора электрического тока. Чтобы оценить значение этого изобретения, достаточно сказать, что без трансформаторов было бы невозможно передавать электроэнергию на большие расстояния и там, вдали, снова превращать ее в свет, в тепло или в механическую работу.
А первая лампочка с угольным стержнем в стеклянной колбе была изобретена Александром Николаевичем Лодыгиным в 1873 году. В 1873–1874-м изобретатель неоднократно демонстрировал свои лампы сначала в Технологическом институте, а затем устроил временное освещение в Петербурге на Васильевском острове и в Галерной гавани. В 1874 году за создание электрической лампы накаливания Российская академия наук присудила Лодыгину Ломоносовскую премию.
Список изобретений Лодыгина очень велик. В него входят электрические индукционные печи и печи сопротивления, сварочные аппараты, аккумуляторы, электрические приборы, извлечение из руд алюминия и других металлов, электровертолет, скафандр и многое, многое другое.
В 1880 году инженер Федор Аполлонович Пироцкий впервые осуществил движение по рельсам настоящего двухъярусного электрического моторного вагона. Результаты своей работы он представил в 1881 году на Международной электрической выставке в Париже, где экспонировал схему электрической железной дороги. В 1884 году в Брайтоне (Англия) по схеме Пироцкого была построена электрическая железная дорога с питанием от одного из рельсов протяженностью семь верст.
Первой в истории линией высоковольтной электропередачи переменного тока стала линия Лауфен — Франкфурт, построенная в 1891 году по проекту русского инженера и политэмигранта Михаила Осиповича Доливо-Добровольского. Он же сконструировал вполне удовлетворяющий требованиям практики тип двигателя переменного тока с вращающимся полем, и с тех пор трехфазный переменный ток получает широкое распространение для моторной тяги на фабриках и заводах по всему миру. Можно без преувеличения сказать, что с появлением асинхронного двигателя многофазного тока задача электрического распределения силы в большом масштабе была решена окончательно.
Доливо-Добровольский одним из первых пришел к выводу, что при передаче энергии на несколько сотен километров при напряжении свыше 200 кВ целесообразно осуществлять генерирование и распределение энергии переменным током, а передачу — постоянным током высокого напряжения. Линия постоянного тока в начале и в конце должна подсоединяться к преобразовательным подстанциям, на которых устанавливаются ртутные выпрямители.
Розинг собрал приемное телевизионное устройство, которому не требовалась механическая развертка изображения: ее заменило растровое движение катодного луча
В 1907 году профессор Санкт-Петербургского университета Борис Львович Розинг усовершенствовал изобретенную десятью годами ранее катодную трубку Брауна, сделав из нее прибор, способный воспроизводить движущееся изображение. На основе новой трубки Розинг собрал приемное телевизионное устройство, которому не требовалась механическая развертка изображения: ее заменило растровое движение катодного луча.
Читайте также: