ВВЕДЕНИЕ. Настоящая книга написана в соответствии с новой программой по предмету «Электротехника» для учащихся профессионально-технических училищ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящая книга написана в соответствии с новой программой по предмету «Электротехника» для учащихся профессионально-технических училищ. При создании книги ставилась цель удовлетворить запросы раз личных электроэнергетических и электротехнических специальностей. Поэтому в зависимости от специальности преподаватель может материал частично не рассматривать.

Основное внимание авторы стремились уделять наряду с методическими аспектами при изложении материала более близкой связи с практикой использования электрических и магнитных явлений в технике.

Материал учебника разбит на три раздела. 1. Электрические и магнитные цепи. 2. Электротехнические устройства. 3. Производство, распределение и использование электрической энергии. В начале раздела кратко описываются физические законы и явления, относящиеся к данному вопросу. Затем изложение строится так: от простого идеализированного представления к реальным электротехническим устройствам и системам и их использованию в производстве.

Материал первого раздела подбирался как теоретическая база двух последующих разделов, посвященных конкретным электротехническим устройствам и системам производства, распределению и использованию электрической энергии, а также электрическим средствам контроля, информации и управления.

В книге использованы различные выделения, которые, на наш взгляд, помогут преподавателям лучше структурировать подачу материала, а учащимся облегчить его усвоение. Наиболее важные мысли обозначены значком ►. Выделены определения, а также положения, обязательные для запоминания. При проведении итоговых занятий целесообразно ориентироваться на рубрику «Самое важное». Предлагаемые темы рефератов рекомендуется использовать как на уроках для развития познавательной деятельности учащихся так и для внеклассной работы.

Авторы

ВВЕДЕНИЕ

Электрическая энергия — самый распространенный вид энергии, которым пользуется человечество в наше время. Она широко используется в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, в быту. Без ее применения невозможна была бы современная служба связи, у нас не было бы кино и телевидения, кроме того, она играет важную роль в благоустройстве наших сел и городов.

Успехи электротехники как науки, изучающей методы и средства использования электрических и магнитных явлений в технике, позволили разработать и затем использовать различные методы преобразования неэлектрических величин в электрические и создать электрические приборы для контроля, управления и автоматического регулирования любых производственных процессов, даже таких, полный цикл которых длится доли секунды. Без электротехнических устройств и приборов в современных условиях невозможно получать и передавать сигналы или информацию, регулировать температуру, давление, концентрацию, плотность газовых и жидких сред, вибрацию и т.д.

Благодаря исследованиям в области электротехники созданы и широко используются быстродействующие вычислительные машины, электроизмерительные приборы, системы управления техническими и другими объектами. Следовательно, без знания электротехники нельзя быть хорошим специалистом, в какой бы области человек не работал.

Электротехника как наука возникла с появлением источника непрерывного электрического тока, годного для практических целей. Родоначальником мировой электротехники следует считать русского ученого В.В. Петрова, который в 1802 г., исследуя гальванические элементы при подключении к зажимам батареи углей, обнаружил в воздушном промежутке между ними яркое пламя белого цвета. Концы углей нагревались настолько, что начинали плавиться. Таким образом, В.В. Петров первым в мире открыл явление (позднее названное «вольтовой дугой») превращения электрического тока в теплоту и свет, а, точнее говоря, преобразования электрической энергии в другие виды энергии, которые уже непосредственно могут быть использованы для практических целей.

Следует отметить, что большинство наиболее важных изобретений и открытий в области электротехники сделано русскими учеными и инженерами. Академик Э.Х. Ленц, обобщив открытия Эрстеда и Фарадея, установил в 1833 г. закон о направлении индуцированного тока, а позднее (1838—1844 гг.) теоретически обосновал и практически доказал принцип обратимости электрических машин.

Русский изобретатель П.Л. Шиллинг осуществил (1832 г.) первую в мире телеграфную связь с помощью изобретенного им электромагнитного телеграфа. Это было первым практическим применением электричества в области техники электросвязи.

Русский академик Б.С. Якоби изобрел и построил первый электродвигатель, а затем (1838 г.) электропривод судна на Неве — «Электроход Якоби».

В последующие годы (1840—1870 г.) творческая деятельность ученых мира была направлена на создание экономичного и надежного электрического генератора. Основная часть вырабатываемой в то время электрической энергии использовалась на освещение. Этому в значительной мере способствовало изобретение (1875 г.) русским инженером П.Н. Яблочковым синхронного генератора и дуговой лампы (электрической свечи Яблочкова). Его свечи получили широкое распространение в ряде стран Европы и стали известны там под названием «русского света».

Рост городов и развитие промышленности способствовали существенному расширению использования электрической энергии. Началось строительство электрических станций. Появилась необходимость передачи электроэнергии на дальние расстояния. Однако на электростанциях того времени были установлены генераторы постоянного тока. Передавать же электроэнергию на дальние расстояния постоянным током из-за больших потерь в проводах линии было экономически невыгодно.

Последнее десятилетие XIX в. ознаменовалось новым периодом в технике использования электрической энергии в промышленном производстве. Возникла новая область техники — электроэнергетика, — родоначальником которой явился выдающийся русский электротехник М.О. Доливо-Добровольский, разработавший в 18881890 гг. трехфазную систему токов и построивший первый в мире трехфазный генератор переменного тока. Созданный им асинхронный короткозамкнутый электродвигатель переменного тока является и поныне основным типом электродвигателя. В тот же период времени М.О. Доливо-Добровольский создал трехфазный трансформатор, а также трехфазную систему передачи и распределения электрической энергии. Эта система до сих пор действует во всем мире.

Славные традиции русских электротехников XIX в. продолжили ученые и инженеры нашей страны. Сейчас Россия является мощной индустриальной державой и во многих областях электроэнер гетики и электропромышленности занимает ведущее место в мире.

В настоящее время создаются разнообразные устройства с электронными, полупроводниковыми и электромагнитными элементами, автоматические промышленные роботы и манипуляторы. С их помощью совершенствуются технологические процессы, системы управления, контроля и информации.

Без использования электротехники немыслимы были бы успехи в медицине, биологии, экологии и в других отраслях науки.

1РАЗДЕЛ