WDWI_1.pdf

MATERIAŁY POMOCNICZE DO WYKŁADU:

Wstęp do współczesnej inżynierii Elektrotechnika

WYKŁAD 1i2

PLAN:

1. Definicja i klasyfikacje

2. Rys historyczny

a. Naukowcy i wynalazcy

b. Wybrane zastosowania wiedzy elektrotechnicznej

3. Polacy w elektrotechnice

4. Wielkości fizyczne i jednostki stosowane w elektrotechnice

5. Rodzaje sił w przyrodzie. Budowa materii. Prąd elektryczny.

6. Co to jest pole elektromagnetyczne

•

1.Definicja i klasyfikacje.

Definicja: Dział nauki o elektryczności obejmujący rozległy krąg zjawisk

fizycznych wraz z ich zastosowaniami. Obejmuje analizę zjawisk

fizycznych występujących w obwodach elektrycznych i magnetycznych

oraz w polu elektromagnetycznym w zakresie ich zastosowań

technicznych

Wybrane dziedziny elektrotechniki:

• aparaty elektryczne,

• urządzenia elektryczne,

• instalacje elektryczne,

• zabezpieczenia elektryczne,

• maszyny elektryczne,

• miernictwo elektryczne,

• automatyka,

• robotyka,

• mechatronika,

• technika świetlna,

• elektrotermia.

Zagadnienia dotyczące elektryczności są działami fizyki oraz techniki:

W obrębie fizyki:

• Elektrostatyka - zajmuje się oddziaływaniem pomiędzy

nieruchomymi ładunkami elektrycznymi;

• Elektrodynamika - obejmuje oddziaływania pomiędzy ruchomymi

ładunkami, a w szczególności

– elektromagnetyzm

– prąd elektryczny

• Magnetyzm - powstawanie oraz oddziaływanie pola magnetycznego

na otoczenie

W obrębie techniki:

• Elektrotechnika

– Elektroenergetyka

– Energoelektronika

• Elektronika

– Technika świetlna

– Elektrotechnologie

• Mechatronika

2.Rys historyczny (ważniejsze daty, nazwiska,

osiągnięcia)

a. VI w p.n.e. Grecja, właściwości rudy żelazna Fe3O4 przyciągania

przedmiotów żelaznych, przyciąganie lekkich przedmiotów przez

potarty bursztyn. Tales z Miletu Î opis zjawiska.

b. Wiliam Gilbert:1600 r „O magnesie, ciałach magnetycznych i o

wielkim magnesie ziemskim”:

¾ Dowiódł, że przyczyną orientacji igły magnesu jest

magnetyzm ziemski

¾ Odkrył indukcję magnetyczną

¾ Niestety nie zauważył związku zjawisk elektrycznych z

magnetycznymi

¾ Wprowadził nazwę elektryczność (elektron=bursztyn)

c. Butelka lejdejska

¾ Pieter VAN MUSSCHEN-BROEK(1746)

¾ Naukowiec z kamienia pomorskiego KLEIST (1745); próba

naelektryzowania gwoździa (skóra ręki-warstwa wilgoci

wewnątrz kolby=pierwszy opisany kondensator)

¾ Arka przymierza

¾ 1749 Watson; naczynie oklejone folią cynkową

d. Benjamin Franklin (1706-1790) Æ człowiek renesansu, teoria

zjawisk elektrycznych

¾ Uniwersalna „materia elektryczna”

¾ Pojęcie ciał naładowanych (dodatnio: nadmiar materii

elektrycznej; ujemnie Æ niedomiar)

¾ Elektryczna natura błyskawicy (1750)

¾ Wynalazca piorunochronu (Dalibard z Francji pierwszy?)

e. Pierwsze eksperymenty - Charles August Coulomb (F) 1736-1806 –

pionier nauk elektrycznych w ujęciu ilościowym

¾ Wyznaczył eksperymentalnie siłe oddziaływania na siebie

ładunków (waga skrętna)

⋅

¾ Ładunek punktowy Î definicja (wymiary wielokrotnie

mniejsze od odległości naładowanych ciał)

f. Narodziny elektrotechniki 1786

¾ Luigi Galvani Î włoski lekarz eksperymentujący z żabimi

udkami (fałszywe przekonanie o odkryciu elektryczności

zwierzęcej)

¾ Aleksander Volta (ur. 1745 w Como):

¾ Prąd elektryczny pobudzający mięsień żaby powstaje na

skutek różnicy potencjałów pomiędzy dwoma metalami

( w doświadczeniu Galvaniego: miedź i żelazo)

zanurzonymi w elektrolicie (tkanka mięśniowa)

¾ Ogniwo: stos srebrnych i cynowych krążków

przedzielonych zwilżonymi kawałkami sukna lub

papieru pozwalający na uzyskanie ciągłego prądu

elektrycznego.

¾ Prezentacja wynalazku w listopadzie 1801 r.

Pamiątkowy medal od Napoleona Tytuł hrabiego i

nominacja na senatora. Mariaż polityki z nauką

g. Hans Christian Oersted (ur.1777)

¾ Zauważył, że igła magnetyczna umieszczona równolegle do

przewodu odchyla się, gdy przez przewód płynie prąd

¾ Przyczynił się do wynalezienia elektromagnesu i telegrafu

h. Andre Maria Ampere (ur.1775)

¾ Kontynuator prac Oersteda

¾ Wzajemne oddziaływanie przewodników z prądem Î

zjawiska elektrodynamiczne

¾ Prekursor miernika prądu elektrycznego

i. Georg Simon Ohm: u=Ri

¾ „ Matematyczne ujęcie obwodu elektrycznego” (1827)

¾ Protesty innych naukowców Î pozbawienie stanoiska

wykładowcy w Kolonii

¾ Rehabilitacja po sześciu latach (dzięki Karolowi Gaussowi i

Wilhelmowi Weberowi)

j. Michael Faraday („Exegi monumentum aere perennius”)

¾ Zjawisko indukcji elektromagnetycznej (1831)

¾ Model maszyny elektrycznej

¾ Odkrycie praw elektrolizy

¾ Koncepcja pól elektrycznych i magnetycznych

k. James Clerk Maxwell

¾ Ur. w Edynburgu w 1831, wychowany w dobrach swego ojca

w Glenlair (Szkocja)

¾ Uniwersytet w Edynburgu (w wieku 16 lat)

¾ 1855 „O Faradayowskich liniach sił”

¾ 1856 profesor fizyki teoretycznej w Aberdeen

¾ Profesor Kings College

¾ 1871 profesor fizyki doświadczalnej w Cambridge

¾ 1873: „Traktat o elektryczności i magnetyzmie” Æ teoria fal

elektromagnetycznych (doświadczalnie potwierdzona przez

Hertza ) Î początek radiotechniki

¾ Opisanie i uogólnienie wszystkich znanych dotąd zjawisk

elektromagnetycznych. Równania Maxwella.

Inne ważne i znane postacie związane naukowo z

ELEKTROTECHNIKĄ:

¾ James Joule (GB) 1818-89 prawo dotyczące wydzielania ciepła

podczas przepływu prądu

¾ Heinrich Emil Lenz (D) 1804-85 zasady elektrodynamiki

¾ Herman Helmholtz (D) 1824-94 prawo zachowania energii,

uzupełnienie teorii Maxwella, teoria elektrolizy

¾ Gustaw Kirchhoff (D) 1824-77 twórca teorii obwodów

elektrycznych

¾ Hendrik Lorentz (NL) 1853-1928 podstawy elektromagnetycznej

teorii światła

Wybrane zastosowania elektryczności:

¾ Silnik elektryczny Faraday

¾ Samowzbudne maszyny elektryczne Werner Siemens

¾ Prądy trójfazowe Doliwo-Dobrowolski

¾ Silnik indukcyjny dwufazowy N.Tesla

¾ Ogniwa i akumulatory Volta, Kirchhoff, Bunsen

¾ AKUMULATOR Î Gaston Plante (ołowiany 1860), Tomasz

Edison (zasadowy)

¾ Oświetlenie

¾ Lampa łukowa Æ Paweł Mikołajewicz

¾ Żarówka 1879 Tomasz Edison

¾ Przesyłanie energii na odległość

¾ Marcel Deprez, Oskar Miller 1882 (57km, 1.1kW, 1.52kV)

¾ 1891 Michał Doliwo-Dobrowolski, O.Miller (175km 150kW,

14kV Laufen-Frankfurt)

¾ Telekomunikacja

¾ Telegraf Æ Paweł Szyling

¾ Klucz telegraficzny Æ Samuel Morse, Joseph Henry

¾ Kabel telegraficzny Î Ernst Werner Siemens

¾ Telefon Æ Graham Bell(1876) , Philip Reiss

¾ Radio

¾ Aleksander Popow 1895

¾ Gulielmo Marconi 1896

¾ Światłowód (Tyndall 1870, Wheeler 1880)

¾ Laser 1957...............

3.Polacy w elektrotechnice (ważniejsze daty, nazwiska,

osiągnięcia)

a. Józef Herman Osiński , w zakonie Kazimierz (1738-

1802)

¾ Pierwszy elektryk polski , pionier techniki odgromowej,

pedagog, autor i tłumacz dzieł z zakresu fizyki, chemii, i

metalurgii, pionier fizjologii roślin w Polsce.

¾ W roku 1784 wydał pierwszą książkę z elektrotechniki w

Polsce " Sposób ubezpieczający życie i majątki od

piorunów". Otrzymał za nią złoty medal od króla Stanisława

Augusta. Dawał w niej wskazówki jak należy konstruować i

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: