La ingeniería eléctrica es un campo de conocimiento sumamente amplio, que incluye todo lo relacionado con el uso de la energía eléctrica. Esto incluye el desarrollo de circuitos, dispositivos, equipos y componentes, y el estudio de los fenómenos electromagnéticos, su uso práctico. El alcance de la ingeniería eléctrica abarca todas las esferas de nuestra vida.
Cómo empezó todo
La historia del desarrollo de la ingeniería eléctrica está estrechamente relacionada con la humanidad a lo largo de la historia de su desarrollo. La gente estaba interesada en los fenómenos naturales que no podían explicar. La historia del desarrollo de la ingeniería eléctrica: intentos constantes de repetir lo que sucedió.
El estudio se prolongó durante largos y largos siglos. Pero recién en el siglo XVII la historia del desarrollo de la ingeniería eléctrica comenzó su cuenta regresiva a partir del uso real de los conocimientos y habilidades adquiridos por una persona.
Teoría
Los científicos que han contribuido al desarrollo de la ingeniería eléctrica son miles y miles de nombres, es imposible enumerarlos a todos en el marco de este artículo. Perohay personas cuya investigación ayudó a hacer de nuestro mundo lo que es hoy.
Los datos históricos dicen: uno de los primeros que centró su atención en el hecho de que después de que el ámbar se frota contra la lana, puede atraer objetos, fue el filósofo griego Tales de Mileto. Realizó sus experimentos en el siglo VII a. Desafortunadamente, no pudo sacar ninguna conclusión fundamental. Pero registró cuidadosamente todas sus observaciones y las transmitió a la posteridad.
El siguiente nombre en la lista condicional "científicos eléctricos y sus inventos" apareció solo en 1663, cuando Otto von Guericke diseñó una máquina en la ciudad de Magdeburg, que era una bola que no solo podía atraer, sino también repeler objetos.
Científicos famosos
Posteriormente, científicos famosos como:
- Stephen Gray, quien realizó experimentos sobre la transmisión de electricidad a distancia. El resultado de su investigación fue la conclusión de que los objetos transfieren la carga de manera diferente.
- Charles Dufay, quien presentó la teoría de los diferentes tipos de electricidad.
- Peter van Muschenbroek holandés. Se hizo famoso por inventar el capacitor.
- Georg Richmann y Mikhail Lomonosov estudiaron activamente el fenómeno.
- Benjamín Franklin. Este hombre pasó a la historia como el inventor del pararrayos.
- Luigi Galvani.
- Vasily Petrov.
- Colgante Charles.
- Hans Oersted.
- Alessandro Volta.
- André Ampère.
- Michael Faraday y muchos otros.
Energía
La ingeniería eléctrica es una ciencia que contiene cuatro componentes, el primero y básico de los cuales es la industria de la energía eléctrica. Es la ciencia de la generación, transmisión y consumo de energía. La humanidad pudo utilizar con éxito esta tecnología para sus necesidades solo en el siglo XIX.
Las baterías primitivas permitían que los dispositivos funcionaran solo por un tiempo, lo que no satisfacía las ambiciones de los científicos. El inventor del primer prototipo del generador fue el húngaro Anosh Jedlik en 1827. Desafortunadamente, el científico no patentó su creación y su nombre permaneció solo en los libros de texto de historia.
Más tarde, Hippolyte Pixie modificó la dinamo. El dispositivo es simple: un estator que crea un campo magnético constante y un conjunto de bobinados.
La historia del desarrollo de la ingeniería eléctrica y la energía no puede pasar sin mencionar el nombre de Michael Faraday. Fue él quien inventó el primer generador, que hizo posible generar corriente y voltaje constante. Posteriormente, los mecanismos fueron mejorados por Emil Sterer, Henry Wilde, Zenob Gramm.
DC
En 1873, en una exposición en Viena, se demostró claramente el arranque de una bomba desde una máquina a más de un kilómetro de distancia.
La electricidad conquistó el mundo con confianza. La humanidad tiene acceso a novedades tan desconocidas como el telégrafo, el motor eléctrico de automóviles y barcos, y la iluminación de las ciudades. Enormes dínamos se utilizaron cada vez más para producir electricidad a escala industrial. Los primeros tranvías y trolebuses comenzaron a aparecer en las ciudades. La idea de la corriente continua fue introducida masivamente por el famoso científico Thomas Edison. Sin embargo, esta tecnología también tenía sus inconvenientes.
La ingeniería eléctrica teórica en los trabajos de los científicos significaba cubrir tantos asentamientos y territorios como fuera posible con electricidad. Pero la corriente continua tenía un alcance extremadamente limitado: unos dos o tres kilómetros, después de lo cual comenzaron grandes pérdidas. Un factor importante en la transición a la corriente alterna fue el acero y las dimensiones de las máquinas generadoras, del tamaño de una fábrica decente.
Nikola Tesla
El científico serbio Nikola Tesla es considerado el fundador de la nueva tecnología. Dedicó toda su vida a estudiar las posibilidades de la corriente alterna, transmitiéndola a distancia. La ingeniería eléctrica (para los principiantes será un hecho interesante) se basa en sus principios básicos. Hoy, cada hogar tiene una de las creaciones del gran científico.
El inventor le dio al mundo los generadores polifásicos, un motor eléctrico asíncrono, un contador y muchos otros inventos. A lo largo de los años en el telégrafo, las compañías telefónicas, el laboratorio de Edison y más tarde en sus empresas, Tesla ganó mucha experiencia debido a la gran cantidad de experimentos.
La humanidad, lamentablemente, no ha recibido ni la décima parte de los descubrimientos de los científicos. Los dueños de los campos petroleros estaban en contra de la revolución eléctrica en todas las formas posibles y trataron de detener su progreso por todos los medios a su alcance.
Según los rumores, Nikola podríacrear y detener huracanes, transmitir electricidad sin cables a cualquier parte del mundo, teletransportar un buque de guerra e incluso provocar la caída de un meteorito en Siberia. Este hombre era muy extraordinario.
Al final resultó que, Nikola tenía razón al apostar por la corriente alterna. La ingeniería eléctrica (especialmente para principiantes) en primer lugar menciona sus principios. Resultó tener razón en que la electricidad podía suministrarse a miles de kilómetros de distancia utilizando únicamente cables. En el caso de un “hermano” permanente, las centrales eléctricas deben ubicarse cada dos o tres kilómetros. Además, deben ser revisados constantemente.
Hoy en día, la corriente continua todavía tiene un lugar para los vehículos eléctricos: tranvías, trolebuses, locomotoras eléctricas, motores en empresas industriales, en baterías, cargadores. Sin embargo, dado el desarrollo de la tecnología, es probable que lo "permanente" pronto quede solo en las páginas de la historia.
Electromecánica
La segunda sección de la ingeniería eléctrica, que explica el principio de convertir la energía mecánica en eléctrica y viceversa, se llama electromecánica.
El primer científico que reveló al mundo su trabajo sobre electromecánica fue el científico suizo Engelbert Arnold, quien en 1891 publicó un trabajo sobre teoría y diseño de devanados para máquinas. Posteriormente, la ciencia mundial se repuso con los resultados de la investigación de Blondel, Vidmar, Kostenko, Dreyfus, Tolvinsky, Krug, Park.
En 1942, un húngaro-estadounidenseGabriel Kron finalmente logró formular una teoría generalizada para todas las máquinas eléctricas y así unir los esfuerzos de muchos investigadores durante el siglo pasado.
La electromecánica disfrutó de un interés estable entre los científicos de todo el mundo y, posteriormente, ciencias como la electrodinámica (estudia la relación entre los fenómenos eléctricos y magnéticos), la mecánica (estudia el movimiento de los cuerpos y las interacciones entre ellos) y también la termal física (fundamentos teóricos energía, termodinámica, transferencia de calor y masa) y otros.
Los principales problemas que se estudiaron en la investigación fueron el estudio y desarrollo de transductores, campo magnético giratorio, carga de corriente lineal, constante de Arnold. Los temas principales son máquinas eléctricas y asíncronas, varios tipos de transformadores.
Postulados de la electromecánica
Los tres postulados principales de la electromecánica son las leyes:
- Inducción electromagnética de Faraday;
- corriente completa para circuito magnético;
- fuerza electromagnética (también conocida como Ley de Ampère).
Como resultado de la investigación realizada por científicos electromecánicos, se demostró que el movimiento de energía es imposible sin pérdidas, todas las máquinas pueden funcionar tanto como motor como generador, y que los campos del rotor y el estator son siempre estacionario en relación con cada otro amigo.
Las fórmulas básicas son ecuaciones:
- máquina eléctrica;
- balance de voltaje de los devanados de una máquina eléctrica;
- par electromagnético.
Sistemas de control automático
La dirección inevitablemente se hizo popular después de que quedó claro que las máquinas podían reemplazar con éxito el trabajo humano.
Control automático: la capacidad de manipular el funcionamiento de otros dispositivos o incluso sistemas completos. El control se puede realizar por temperatura, velocidad, movimiento, ángulos y velocidad de desplazamiento. La manipulación se puede realizar tanto en modo completamente automático como con la participación de una persona.
La primera máquina de este tipo puede considerarse una unidad diseñada por Charles Babage. Con la ayuda de la información contenida en las tarjetas perforadas, las bombas podrían controlarse utilizando una máquina de vapor.
La primera computadora fue descrita en los escritos del científico irlandés Percy Ludgate, que fueron presentados al público en 1909.
Los dispositivos informáticos analógicos aparecieron justo antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial. Las hostilidades retrasaron un poco el desarrollo de esta prometedora industria.
El primer prototipo de la computadora moderna fue creado por el alemán Konrad Zuse en 1938.
Hoy en día, los sistemas de control automático, según lo previsto por sus inventores, reemplazan con éxito a las personas en la producción, realizando el trabajo más monótono y peligroso.
Electrónica
La siguiente etapa en el desarrollo de la ingeniería eléctrica fueron los dispositivos electrónicos que son miles de millones de veces más precisos que sus equivalentes analógicos.
La primera invención más famosa es la máquina de cifrado alemana Enigma. Y luego los inglesesdecodificadores electrónicos, con los que intentaron descifrar los códigos enredados.
Lo siguiente fueron calculadoras y computadoras.
En la etapa actual de la vida, los teléfonos y tabletas están asociados con la electrónica. Y cuál será el desarrollo de nuestros dispositivos mañana, solo podemos adivinar. Pero los científicos trabajan día y noche para sorprendernos a todos y hacer la vida un poco más interesante y fácil.
