Inxhinieria elektrike është një fushë njohurish jashtëzakonisht e gjerë, e cila përfshin gjithçka që lidhet me përdorimin e energjisë elektrike. Kjo përfshin zhvillimin e qarqeve, pajisjeve, pajisjeve dhe komponentëve dhe studimin e fenomeneve elektromagnetike, përdorimin e tyre praktik. Fusha e inxhinierisë elektrike është të gjitha sferat e jetës sonë.
Si filloi gjithçka
Historia e zhvillimit të inxhinierisë elektrike është e lidhur ngushtë me njerëzimin gjatë gjithë historisë së zhvillimit të saj. Njerëzit ishin të interesuar për dukuri natyrore që nuk mund t'i shpjegonin. Historia e zhvillimit të inxhinierisë elektrike - përpjekje të vazhdueshme për të përsëritur atë që ndodhi përreth.
Studimi vazhdoi për shekuj të gjatë dhe të gjatë. Por vetëm në shekullin e shtatëmbëdhjetë historia e zhvillimit të inxhinierisë elektrike filloi numërimin mbrapsht nga përdorimi aktual i njohurive dhe aftësive të fituara nga një person.
Teori
Shkencëtarët që kanë kontribuar në zhvillimin e inxhinierisë elektrike janë mijëra e mijëra emra, është e pamundur t'i renditim të gjithë në kuadrin e këtij artikulli. Porka individë, kërkimi i të cilëve ndihmoi ta bëjmë botën tonë atë që është sot.
Të dhënat historike thonë: një nga të parët që e ktheu vëmendjen te fakti se pasi qelibari fërkohet me lesh, ai mund të tërheqë objekte, ishte filozofi grek Thales i Miletit. Ai i kreu eksperimentet e tij në shekullin e shtatë para Krishtit. Fatkeqësisht, ai nuk mundi të nxirrte ndonjë përfundim thelbësor. Por ai regjistroi me kujdes të gjitha vëzhgimet e tij dhe ua kaloi pasardhësve.
Emri tjetër në listën e kushtëzuar "shkencëtarët elektrikë dhe shpikjet e tyre" u shfaq vetëm në vitin 1663, kur Otto von Guericke projektoi një makinë në qytetin e Magdeburgut, e cila ishte një top që jo vetëm mund të tërhiqte, por edhe të zmbrapste. objekte.
Shkencëtarët e famshëm
Më pas, fillimi i inxhinierisë elektrike u hodh nga shkencëtarë të tillë të famshëm si:
- Stephen Grei, i cili kreu eksperimente mbi transmetimin e energjisë elektrike në distancë. Rezultati i kërkimit të tij ishte përfundimi se objektet e transferojnë ngarkesën ndryshe.
- Charles Dufay, i cili parashtroi teorinë e llojeve të ndryshme të energjisë elektrike.
- Holandez Peter van Muschenbroek. Ai u bë i famshëm për shpikjen e kondensatorit.
- Georg Richmann dhe Mikhail Lomonosov studiuan në mënyrë aktive fenomenin.
- Benjamin Franklin. Ky njeri hyri në histori si shpikësi i rrufepritësit.
- Luigi Galvani.
- Vasily Petrov.
- Varëse Charles.
- Hans Oersted.
- Alessandro Volta.
- Andre Ampère.
- Michael Faraday dhe shumë të tjerë.
Energji
Inxhinieria elektrike është një shkencë që përmban katër komponentë, i pari dhe themelor prej të cilëve është industria e energjisë elektrike. Është shkenca e gjenerimit, transmetimit dhe konsumit të energjisë. Njerëzimi ishte në gjendje ta përdorte me sukses këtë teknologji për nevojat e tij vetëm në shekullin e 19-të.
Bateritë primitive lejuan pajisjet të punonin vetëm për një kohë, gjë që nuk kënaqte ambiciet e shkencëtarëve. Shpikësi i prototipit të parë të gjeneratorit ishte hungarez Anosh Jedlik në 1827. Fatkeqësisht, shkencëtari nuk e patentoi idenë e tij dhe emri i tij mbeti vetëm në tekstet e historisë.
Më vonë dinamo u modifikua nga Hippolyte Pixie. Pajisja është e thjeshtë: një stator që krijon një fushë magnetike konstante dhe një grup mbështjelljesh.
Historia e zhvillimit të inxhinierisë elektrike dhe energjisë nuk mund të bëjë pa përmendur emrin e Michael Faraday. Ishte ai që shpiku gjeneratorin e parë, i cili bëri të mundur gjenerimin e tensionit aktual dhe konstant. Më pas, mekanizmat u përmirësuan nga Emil Sterer, Henry Wilde, Zenob Gramm.
DC
Në 1873, në një ekspozitë në Vjenë, u demonstrua qartë fillimi i një pompe nga një makinë më shumë se një kilometër larg.
Elektriciteti pushtoi me besim botën. Njerëzimi ka akses në risi të tilla të panjohura më parë si telegrafi, motori elektrik në makina dhe anije dhe ndriçimi i qyteteve. Dinamo të mëdhenj përdoreshin gjithnjë e më shumë për të prodhuar energji elektrike në shkallë industriale. Në qytete filluan të shfaqen tramvajet dhe trolejbusët e parë. Ideja e rrymës së drejtpërdrejtë u prezantua masivisht nga shkencëtari i famshëm Thomas Edison. Megjithatë, kjo teknologji kishte edhe të metat e saj.
Inxhinieria elektrike teorike në veprat e shkencëtarëve nënkuptonte mbulimin e sa më shumë vendbanimeve dhe territoreve me energji elektrike. Por rryma e drejtpërdrejtë kishte një rreze jashtëzakonisht të kufizuar - rreth dy ose tre kilometra, pas së cilës filluan humbje të mëdha. Një faktor i rëndësishëm në kalimin në rrymë alternative ishte çeliku dhe dimensionet e makinerive gjeneruese, madhësia e një fabrike të mirë.
Nikola Tesla
Shkencëtari serb Nikola Tesla konsiderohet themeluesi i teknologjisë së re. Ai i kushtoi gjithë jetën e tij studimit të mundësive të rrymës alternative, duke e transmetuar atë në një distancë. Inxhinieria elektrike (për fillestarët do të jetë një fakt interesant) është ndërtuar mbi parimet e saj themelore. Sot, çdo shtëpi ka një nga krijimet e shkencëtarit të madh.
Shpikësi i dha botës gjeneratorë polifazë, një motor elektrik asinkron, një numërues dhe shumë shpikje të tjera. Me kalimin e viteve në kompanitë telegrafike, telefonike, laboratorin Edison dhe më vonë në ndërmarrjet e tij, Tesla fitoi shumë përvojë për shkak të numrit të madh të eksperimenteve.
Njerëzimi, për fat të keq, nuk ka marrë as një të dhjetën e zbulimeve të shkencëtarit. Pronarët e fushave të naftës ishin kundër revolucionit elektrik në çdo mënyrë të mundshme dhe u përpoqën të ndalonin përparimin e tij me çdo mjet që kishin në dispozicion.
Sipas thashethemeve, Nikola mundkrijoni dhe ndaloni uraganet, transmetoni energji elektrike pa tela kudo në botë, teleportoni një anije luftarake dhe madje provokoni një rënie meteori në Siberi. Ky njeri ishte shumë i jashtëzakonshëm.
Siç doli më vonë, Nikolla kishte të drejtë në bast për rrymë alternative. Inxhinieria elektrike (veçanërisht për fillestarët) para së gjithash përmend parimet e saj. Ai doli të kishte të drejtë që energjia elektrike mund të furnizohej mijëra milje larg duke përdorur vetëm tela. Në rastin e një "vëllai" të përhershëm, termocentralet duhet të vendosen çdo dy deri në tre kilometra. Përveç kësaj, ato duhet të servisohen vazhdimisht.
Sot, rryma direkte ka ende një vend për automjetet elektrike - tramvaje, trolejbus, lokomotiva elektrike, motorë në ndërmarrjet industriale, në bateri, karikues. Megjithatë, duke pasur parasysh zhvillimin e teknologjisë, ka gjasa që "e përhershme" së shpejti të mbetet vetëm në faqet e historisë.
Elektromekanikë
Seksioni i dytë i inxhinierisë elektrike, i cili shpjegon parimin e shndërrimit të energjisë nga mekanike në elektrike dhe anasjelltas, quhet elektromekanikë.
Shkencëtari i parë që zbuloi punën e tij në elektromekanikë në botë ishte shkencëtari zviceran Engelbert Arnold, i cili në 1891 botoi një vepër mbi teorinë dhe projektimin e mbështjelljeve për makinat. Më pas, shkenca botërore u plotësua me rezultatet e hulumtimit nga Blondel, Vidmar, Kostenko, Dreyfus, Tolvinsky, Krug, Park.
Në vitin 1942, një hungarez-amerikanGabriel Kron më në fund arriti të formulojë një teori të përgjithësuar për të gjitha makinat elektrike dhe kështu të bashkojë përpjekjet e shumë studiuesve gjatë shekullit të kaluar.
Elektromekanika gëzonte një interes të qëndrueshëm të shkencëtarëve në të gjithë botën, dhe më pas shkenca të tilla si elektrodinamika (studon marrëdhëniet midis dukurive elektrike dhe magnetike), mekanika (studon lëvizjen e trupave dhe ndërveprimet midis tyre) dhe gjithashtu termike fizika (baza teorike energjia, termodinamika, transferimi i nxehtësisë dhe masës) dhe të tjera.
Problemet kryesore që u studiuan në hulumtim ishin studimi dhe zhvillimi i transduktorëve, fusha magnetike rrotulluese, ngarkesa lineare e rrymës, konstanta e Arnoldit. Temat kryesore janë makinat elektrike dhe asinkrone, llojet e ndryshme të transformatorëve.
Postulatet e elektromekanikës
Tre postulatet kryesore të elektromekanikës janë ligjet:
- Induksioni elektromagnetik i Faradeit;
- rrymë e plotë për qarkun magnetik;
- forca elektromagnetike (i njohur ndryshe si Ligji i Amperit).
Si rezultat i hulumtimit të shkencëtarëve elektromekanikë, u vërtetua se lëvizja e energjisë është e pamundur pa humbje, të gjitha makinat mund të funksionojnë si motor dhe si gjenerator, dhe se fushat e rotorit dhe statorit janë gjithmonë të palëvizshëm në lidhje me njëri-tjetrin mik.
Formulat bazë janë ekuacionet:
- makinë elektrike;
- balanca e tensionit të mbështjelljeve të një makine elektrike;
- çift rrotullues elektromagnetik.
Sistemet e kontrollit automatik
Drejtimi në mënyrë të pashmangshme u bë i njohur pasi u bë e qartë se makinat mund të zëvendësonin me sukses punën njerëzore.
Kontroll automatik - aftësia për të manipuluar funksionimin e pajisjeve të tjera apo edhe të sistemeve të tëra. Kontrolli mund të bëhet nga temperatura, shpejtësia, lëvizja, këndet dhe shpejtësia e udhëtimit. Manipulimi mund të kryhet si në mënyrë të plotë automatike ashtu edhe me pjesëmarrjen e një personi.
Makina e parë e këtij lloji mund të konsiderohet një njësi e projektuar nga Charles Babage. Me ndihmën e informacionit që përmban kartat me grushta, pompat mund të kontrollohen duke përdorur një motor me avull.
Kompjuteri i parë u përshkrua në shkrimet e shkencëtarit irlandez Percy Ludgate, të cilat iu prezantuan publikut në vitin 1909.
Pajisjet kompjuterike analoge u shfaqën pak para shpërthimit të Luftës së Dytë Botërore. Armiqësitë ngadalësuan disi zhvillimin e kësaj industrie premtuese.
Prototipi i parë i kompjuterit modern u krijua nga gjermani Konrad Zuse në vitin 1938.
Sot, sistemet e kontrollit automatik, siç synojnë shpikësit e tyre, zëvendësojnë me sukses njerëzit në prodhim, duke kryer punën më monotone dhe më të rrezikshme.
Elektronikë
Faza tjetër në zhvillimin e inxhinierisë elektrike ishin pajisjet elektronike që janë miliarda herë më të sakta se homologët e tyre analoge.
Shpikja e parë më e famshme është makina gjermane e shifrimit Enigma. Dhe pastaj britanikëtdekoderë elektronikë, me të cilët u përpoqën të deshifronin kodet e ngatërruara.
Tjetra ishin kalkulatorët dhe kompjuterët.
Në fazën aktuale të jetës, telefonat dhe tabletët janë të lidhur me elektronikën. Dhe cili do të jetë zhvillimi i pajisjeve tona nesër, ne vetëm mund të hamendësojmë. Por shkencëtarët punojnë ditë e natë vetëm për të na surprizuar të gjithëve dhe për ta bërë jetën pak më interesante dhe më të lehtë.
