Електротехніка. Коротка характеристика та зміст предмету

Електротехніка – галузь науки і техніки, пов'язана із застосуванням електричних і магнітних явищ для перетворення енергії, добування і зміни складу хімічних речовин, виробництва та обробки матеріалів; галузь, що охоплює питання одержання (виробництва), розподілу, перетворення і застосування електроенергії.

Галузь енергетики пов'язана з перетворенням енергії різних видів на електричну з її передаванням, розподілом, споживанням та оберненим перетворенням на енергію інших видів; в галузі технології — з використанням електричної енергії в електрохімії, електротермії, на транспорті, в гірничій справі та ін.

Електротехніка як наука сформувалась в кінці 19 ст. після переходу телеграфу і електропостачання на комерційну основу. На даний момент вона включає в себе багато підрозділів: енергетику, електроніку, системи контролю і керування, обробка сигналів і телекомунікації.

В деяких країнах розділяють електротехніку та електроніку, вважаючи, що перша має справу лише з крупними електросистемами (наприклад, з передачею електроенергії і системами керування електродвигунами), а остання - з електронними мікросистемами (наприклад, з комп'ютерами і інтегральними схемами). Іншими словами, електротехніка зв'язана з передачею електроенергії, а електроніка - з передачею даних, інформації.

Електрика стала об'єктом наукових досліджень, принаймі, з початку 17 століття. Першим інженером-електротехніком вважається Вільям Гілберт, який винайшов версоріум - прилад, який фіксував наявність статичної електрики на предметах. Крім того, він був першим, хто зміг провести чітку межу між магнетизмом і стачною електрикою та дати визначення електриці. Однак лише в 19 столітті вчені стали інтенсивно досліджувати електрику і явища, пов'язані з нею. Провідними вченими в цьому напрямі були Георг Ом, який в 1827 році розрахував залежність між електричним струмом і напругою в провіднику, Майкл Фарадей, що відкрив явище електромагнітної індукції в 1831 році, і Джеймс Клерк Максвелл, що опублікував в 1873 році "Трактат про електрику і магнетизм", де виклав свою електромагнітну теорію світла.

В той час, науку про електрику і електричні явища розглядали як підрозділ фізики. Лише в кінці 19 століття університети стали видавати дипломи по спеціальності - електротехніка. Перша кафедра і факультет електротехніки були відкриті в Дармштадському Університеті Технології в 1882 році. В 1883 році цей університет спільно з Корнельським Університетом вперше в світі ввів курс по електротехніці. А в 1885 році коледж при Лондонському Університеті відкрив першу кафедру електротехніки у Великобританії. Потім в 1886 році в Університеті Міссурі також був заснований перший в США факультет електротехніки.

В цей час дослідженнями в області електротехніки займалось багато вчених. В 1882 році Томас Едісон запустив в експлуатацію першу в світі крупномасштабну електромережу, яка постачала електроенергією (а саме постійним струмом з напругою 110В) 59 клієнтів в Нижньому Мангетені, одному із районів Нью-Йорка.

В 1887 році Нікола Тесла оформив ряд патентів, що мали відношення до нового виду розподілу електроенергії, відомому як змінний струм. Після цього між Теслою і Едісоном почався період жорсткої конкурентної боротьби, відомої в Америці під назвою "Війна струмів". Тесла переміг. Змінний струм поступово витіснив постійний струм із сфери виробництва і розподілу електроенергії, значно підвищив безпечність і ефективність електроенергії та розширив область її застосування. Тесла також зробив можливою передачу електричного струму на дальні відстані.

Обидва винахідники, і Едісон, і Тесла, дали потужний поштовх розвитку електротехніки. Роботи Тесли над двохфазними асинхронними двигунами і електродвигуном багатофазного струму залишили значний слід в області електротехніки. А Едісон, завдяки своїй роботі над телеграфією і розробці біржевого телеграфного апарата, заснував власну процвітаючу компанію - Дженерал Електрик. Як би там не було, але на кінець 19 століття в електротехніці стали з'являтись і інші значні фігури.

Винайденню радіо і електроніки сприяло багато видатних вчених і винахідників. Займаючись поглибленим вивченням надвисоких частот, Генріх Герц в 1888 році експериментально відкрив за допомогою електрообладнання існування електромагнітних радіохвиль. В 1895 році Нікола Тесла зміг зафіксувати радіосигнал, переданий із його нью-йоркської лабораторії в військовому училищі Вест-Пойнт (відстань приблизно 80,5 км). Карл Фердинанд Браун в 1897 році запропонував використати електронно-променеву трубку в осцилоскопах, що поклало початок розвитку телевізійних технологій. Джон Флемінг винайшов першу радіолампу, або вакуумний діод, в 1904 році. Два роки потому Роберт фон Лібен (Германія) і Лі де Форест (США) незалежно один від одного винайшли підсилювальну лампу, або електровакуумний тріод. В 1920 році Альберт Хулл відкрив магнетрон, що в свою чергу призвело до винайдення Персі Спенсером в 1946 році мікрохвильової печі. В 1934 році британські військові вчені під керівництвом доктора Уімперіса почали успішну розробку першого радара (який також використовує магнетрони). Робота була завершена в серпні 1936 року будівництвом в Боудсі першої радіолокаційної станції.

IMG_20220407_173323.jpg

Переглянути та згадати визначення магнітних величин.

Законспектувати нові визначення магнітних величин та законів

IMG_20220407_173208.jpg

Переглянути та згадати все, що ми вчили на уроках фізики.

Законспектувати нові фізичні величини та закони

В деяких країнах розділяють електротехніку та електроніку, вважаючи, що перша має справу лише з крупними електросистемами (наприклад, з передачею електроенергії і системами керування електродвигунами), а остання - з електронними мікросистемами (наприклад, з комп'ютерами і інтегральними схемами). Іншими словами, електротехніка зв'язана з передачею електроенергії, а електроніка - з передачею даних, інформації.

То який же ж компонент комп'ютера містить інтегральну схему?

Який відповідає за передачу даних, інформації?

З чого складається магнітне коло?

Як позначається магніторушійна сила та чому вона рівна?