История электротехники
Шрифт:
Кулон Шарль Огюстен (1736–1806 гг.) — французский ученый, открывший закон, носящий его имя. Ш.О. Кулон родился в Ангулене (на юго-западе Франции) в семье правительственного чиновника. Начальное образование получил в Париже в Колледже четырех наций, где ярко проявился его интерес к математике. Затем он поступил в Военно-инженерный корпус французской армии, считавшийся одним из лучших высших учебных заведений Европы. После окончания этого учебного заведения Ш.О. Кулон в качестве военного инженера работал над созданием военных крепостных сооружений на острове Мартиника — заморской колонии Франции. Одновременно он занимается научными исследованиями, создает чувствительный прибор для изучения магнитного поля Земли, изучает законы механики, трения и кручения. В 1781 г. за работы в области механики Ш.О. Кулон избирается членом Парижской академии наук. Он все более углубленно изучает электрические и магнитные явления. Ему удается создать прибор — крутильные весы, позволявшие определить силу взаимодействия наэлектризованных бузиновых шариков. В 1785 г. выходит его первый «мемуар», в котором подробно описывается устройство крутильных весов и устанавливается, что «отталкивательная сила» наэлектризованных тел обратно пропорциональна квадрату расстояния между центрами шариков. Так родился знаменитый закон Ш.О. Кулона. Во втором «мемуаре» Ш.О. Кулон нашел закон взаимодействия магнитных полюсов. Он изучал процессы утечки заряда, исследовал распределение заряда по проводникам сложной формы. Ему не было известно, что английский
Лабунцов Владимир Александрович (1927–1997 гг.) — российский ученый, профессор, доктор технических наук, действительный член Академии электротехнических наук РФ, один из основоположников специальности промышленная электроника, много сделавший в области силовой преобразовательной техники. Вся его творческая жизнь связана с МЭИ. Он занимался тиратронными преобразователями частоты для синхронного электропривода. Вместе с Г.И. Шевченко, Г.А. Ривкиным, В.Г. Комаром под руководством проф. И.Л. Каганова участвовал в формировании научного и преподавательского коллектива кафедры. В 1973 г. защитил докторскую диссертацию, которая стала фундаментальной работой в области автономных инверторов напряжения. В.А. Лабунцов известен своими работами в области анализа мощных преобразовательных установок, которыми он занимался в Институте высоких температур АН СССР с 1974 г. Однако наибольшее признание он заслужил подготовкой инженерных и научных кадров. Его работы в области преобразователей с принудительной коммутацией, способов формирования и регулирования напряжения дали начало нескольким научным направлениям.
Ларионов Андрей Николаевич (1889–1963 гг.) — российский ученый-электротехник, профессор, член-корреспондент АН СССР, доктор технических наук. В 1919 г. окончил Московское высшее техническое училище (МВТУ), затем работал преподавателем в МВТУ и МЭИ. Во время работы в МЭИ, возглавлял кафедры специальных электрических машин (1930–1937 гг.), электрооборудования промышленных предприятий (1937–1941 гг.). В 1941 г. он назначается заведующим кафедрой авиационного и автотракторного электрооборудования, которой он руководил до конца своей жизни. Научная деятельность А.Н. Ларионова длительное время была связана с ВЭИ, где он прошел путь от научного сотрудника до заведующего лабораторией. Научные интересы А.Н. Ларионова концентрировались на проблемах общего электромашиностроения, авиационного и автотракторного электрооборудования и применения постоянных магнитов в специальных электрических машинах. Повсеместно применяемая в настоящее время трехфазная мостовая схема выпрямления была предложена А.Н. Ларионовым и запатентована в 1924 г. При его непосредственном участии в 1933 г. были спроектированы и изготовлены комбинированные генераторы постоянного и переменного тока для самолета-гиганта «Максим Горький». Под руководством А.Н. Ларионова был проведен комплекс работ, определивших облик авиационных систем электроснабжения переменного тока. Он возглавлял проблемную лабораторию по постоянным магнитам, созданную в МЭИ в 1962 г.
Лачинов Дмитрий Александрович (1842–1902 гг.) — российский физик и электротехник. В 1859 г. он поступил на физико-математический факультет Петербургского университета и еще до его окончания на два года был направлен в Германию в Гейдельбергский университет, где слушал лекции Г. Кирхгофа, Г. Гельмгольца и других выдающихся физиков. Более 35 лет проработал доцентом, а затем профессором физики в Петербургском лесном институте, позднее преобразованном в академию. Он был одним из основателей и членом Электротехнического отдела Русского технического общества и одним из редакторов журнала «Электричество». Д.А. Лачинов был не только видным физиком-теоретиком, но и изобретателем оригинальных электротехнических приборов и устройств. Среди его изобретений можно назвать новый тип гальванического элемента, соединявшего быстроту заряжения с большим значением тока, и «диа-фаскоп» — медицинский прибор, в котором электрическая дуга использовалась «для освещения внутренних полостей человеческого тела». В 1878 г., исследуя режимы работы электрических машин постоянного тока, он впервые предложил «шунтовую» обмотку возбуждения. Наиболее выдающимся достижением Д.А. Лачинова в области электротехники и электрофизики являются его исследования по передаче электрической энергии на большие расстояния (1880 г.). Он заложил основу современной высоковольтной техники. Только спустя год, в августе 1881 г., к открытию закона электропередачи, аналогичного тому, который сформулировал Д.А. Лачинов, пришел известный французский электротехник М. Депре.
Лебедев Сергей Алексеевич (1902–1974 гг.) — российский ученый, основоположник отечественных быстродействующих ЭВМ, академик, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственных премий. Родился в Нижнем Новгороде, в 1921 г. поступил на электротехнический факультет МВТУ Уже в дипломном проекте С.А. Лебедев успешно решил проблему устойчивости параллельной работы электростанций и стал одним из ведущих в стране специалистов в этой области. Он был одним из первых ученых, начавших моделирование энергосистем и обеспечивавших предотвращение выпадения генераторов из синхронизма. Затем он стал применять аналоговые вычислительные машины для математического моделирования энергосистем. В годы Великой Отечественной войны С.А. Лебедев занимался разработкой самонаводящихся торпед и ракет. В 1946 г. С.А. Лебедев переезжает в Киев и начинает заниматься созданием ЭВМ. Под его руководством в 1948–1950 гг. разрабатывается первая в СССР и Европе малая электронно-счетная машина (МЭСМ). В 1952 г. С.А. Лебедев возвращается в Москву и возглавляет Институт точной механики и вычислительной техники. В 1953 г. он избирается действительным членом АН СССР, в 1957 г. участвует в запуске спутника Земли. Им были созданы серии больших электронно-счетных машин (от БЭСМ-1 до БЭСМ-4), а в 1964 г. разработана БЭСМ-6, позволившая нашей стране выйти на мировой уровень в разработке ЭВМ второго поколения.
Левин Марк Иосифович (1903–1973 гг.) — российский ученый в области измерительной техники, профессор, доктор технических наук. В 1931 г. М.И. Левин окончил электротехнический факультет МВТУ. С 1930 г. он преподавал математику и электротехнику в Военно-воздушной академии им. Н.Е. Жуковского, МАИ и МЭИ. В 1935 г. начал работать во ВНИИ Государственного комитета стандартов, где прошел путь от старшего инженера до заместителя директора по научной работе, продолжая при этом педагогическую деятельность в МЭИ. В 1958 г. М.И. Левин перешел на основную работу в МЭИ, где заведовал кафедрой информационно-измерительной техники с 1959 по 1971 г. М.И. Левин сделал крупные обобщения в теории измерительных цепей. Одновременно с К.М. Поливановым, но независимо от него он сформулировал теорему, позволяющую определять изменение тока в любой ветви линейной электрической цепи при изменении параметров в другой ветви (других ветвях) без полного расчета цепи. М.И. Левин ввел понятие эквивалентного магнитного сопротивления и сформулировал для магнитных цепей теорему, аналогичную теореме об эквивалентном генераторе для электрических цепей. Вместе с исследованиями мостовых и компенсационных измерительных цепей эти вопросы нашли отражение в вышедшей в 1972 г. книге «Основы электроизмерительной техники». В сфере педагогической деятельности М.И. Левин создал курс «Теоретические основы информационно-измерительной техники».
Ленц Эмилий Христианович (1804–1865 гг.) — выдающийся российский ученый-физик, прославивший свое имя трудами в области электромагнетизма, электрических машин и электрических измерений. Родился в Тарту (ныне Эстония) в семье обер-секретаря городского магистрата (в то время это был город Дерпт, входивший в состав России). После окончания гимназии в 1820 г. поступил в Дерптский университет. Студентом второго курса участвовал в кругосветной научной экспедиции и изобрел несколько приборов для исследования океана (барометр и глубиномер), получивших высокую оценку специалистов. Во время трехлетнего плавания усердно занимался физикой и математикой. Отчет о проведенной научной работе Э.Х. Ленца был признан как ценный научный вклад молодого физика, и в 1828 г. он был избран адъюнктом Петербургской Академии наук по физике, в 1830 г. — академиком. В 1831–1836 гг. Э.Х. Ленцем была проведена целая серия важных электромагнитных исследований. С целью измерения индукционных токов Э.Х. Ленц создает баллистический гальванометр, разработав его теорию, а позднее предлагает способ изучения формы кривой переменного тока. Э.Х. Ленц экспериментально доказал, что электродвижущая сила, возбуждаемая в катушке, пропорциональна числу ее витков. Одним из фундаментальных открытий Э.Х. Ленца явилось установление им в 1832 г. закона «определения направления гальванических токов, возбуждаемых электродинамической индукцией». Этот закон сыграл огромную роль в последующем развитии электротехники, а также явился частным случаем закона сохранения энергии при взаимных превращениях механической и электромагнитной энергии. Это было за много лет до установления всеобщего закона сохранения энергии.
Открытый Э.Х. Ленцем закон позволил ему впервые установить принцип обратимости двигателя и генератора, а в 1835 г. он доказал это, обратив в двигатель генератор Пиксии. В 1836 г. Э.Х. Ленц вывел формулу для определения температурной зависимости сопротивления металлов. Э.Х. Ленц преподавал физику в Петербургском университете, а позднее стал ректором и много сделал для совершенствования преподавания физики и подготовки учебных пособий. В 1847 г. Э.Х. Ленц открыл явление реакции якоря в электрических машинах и совместно с Б.С. Якоби провел важные исследования по изучению закона намагничивания железа и измерению «возбужденного магнетизма». Еще в 1833 г. задолго до Д. Джоуля Э.Х. Ленц пришел к установлению закона теплового действия тока. В 1844 г. им была выведена формула для определения тока в любой из параллельно соединенных ветвей при наличии в них источников электродвижущих сил. Поэтому он по праву может считаться предшественником Г. Кирхгофа.
Ли де Форест (1873–1961 гг.) — американский инженер, после многих экспериментов запатентовал в 1907 г. новый прибор — трехэлектродную лампу, поместив в диод третий электрод, названный им «сеткой». Он показал, что, изменяя потенциал на этом электроде, можно изменять ток между анодом и катодом, т.е. его лампа обладала способностью усиливать электрический сигнал. Построенный на его приборе усилитель низкочастотных колебаний звуковой частоты Ли де Форест назвал «аудином». Позднее лампы с тремя электродами стали называть «триодами».
Лодыгин Александр Николаевич (1847–1923 гг.) — выдающийся российский электротехник, создатель одной из первых электрических ламп накаливания. В 1867 г. закончил Московское военное училище, посещал лекции в Санкт-Петербургском университете. Еще в юности задумался над созданием летательного аппарата и для его освещения компактной лампы накаливания. Летательный аппарат ему осуществить не удалось ни в России, ни в Париже. Но над совершенствованием лампы накаливания он проработал более 5 лет. Первые лампы представляли собой «герметически закупоренный пустой прозрачный сосуд», в котором телом накала служили тонкие стерженьки из ретортного угля. После многих экспериментов он доказал целесообразность помещения внутри стеклянной колбы двух или более угольных стерженьков с тем, чтобы после сгорания одного, автоматически включился второй, горевший более продолжительное время, так как находился в атмосфере инертных газов. Первые публичные опыты А.Н. Лодыгин произвел в 1870 г. в Санкт-Петербурге. Они доказали возможность применения ламп накаливания для освещения производственных помещений, зданий общественного пользования, угольных копей и даже подводных работ (специальный «подводный фонарь»). Важность изобретения А.Н. Лодыгина была отмечена Академией наук, присудившей ему в 1874 г. Ломоносовскую премию. Им были получены патенты в крупных странах Европы. Но промышленного производства ламп в России А.Н. Лодыгину наладить не удалось, и он уехал за границу. В Америке ему удалось изготовить лампу с вольфрамовой нитью и получить несколько патентов. Однако вскоре А.Н. Лодыгин заинтересовался проблемами электрометаллургии и создал несколько электропечей. В 1905–1906 гг. под его руководством было построено несколько заводов по производству феррохрома, ферровольфрама и др. Он также принимал участие в строительстве Нью-Йоркского метрополитена.
Ломоносов Михаил Васильевич (1711–1765 гг.) — выдающийся русский ученый-энциклопедист, которому по широте и необъятности таланта принадлежит одно из видных мест в истории мировой науки и культуры. Родился в д. Денисовка (позже село Ломоносово) на берегу Белого моря в семье помора, обучался грамоте у местного дьячка. Его не приняли в Холмогорскую славяно-латинскую школу, так как он происходил из крестьянской семьи. Тогда он в зимнюю стужу 1730 г. пешком с рыбным обозом отправился в Москву и был зачислен в Заиконоспасскую Славяно-греко-латинскую академию. Проявил свои способности в области естественных наук, в особенности физики и химии. В 1736 г. в числе еще нескольких учеников был отправлен в Петербургскую Академию наук и зачислен студентом, а вскоре был командирован в Марбургский университет для изучения химии, естественной истории, механики, физики, металлургии и горного дела. После пятилетнего обучения в Германии М.В. Ломоносов был назначен адъюнктом Академии по физическому классу, а с 1745 г. он профессор химии и член Академии наук. Уже в начале 1745 г. им была написана рукопись «Наивящего примечания достойные электрические опыты». Совместно с академиком Г.В. Рихманом М.В. Ломоносов провел важные экспериментальные и теоретические исследования атмосферного электричества. Наиболее фундаментальные работы М.В. Ломоносова в этой области относятся к 1752–1753 гг., хотя первая серия его наблюдений грозы над Петербургом относится к 1744–1748 гг., т.е. задолго до известных опытов Франклина с электрическим змеем, а наблюдения за северным сиянием он начал в 1748 г. Он собственноручно изготовил чертеж экспериментальной установки «громовой машины» — стационарной установки, позволяющей непрерывно фиксировать «наличие этой силы» в воздухе даже при отсутствии грозы. В 1753 г. оба академика провели уникальный эксперимент, подтвердивший, что «электрическая сила в воздухе грому и молнии причина», а не наоборот, как писали другие ученые. Выводы М.В. Ломоносова послужили одной из основ разработанной им теории атмосферного электричества (1753 г.), изложенной в труде «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих». Возникновение электрических зарядов в атмосфере он объяснял восходящими и нисходящими вертикальными потоками воздуха, при которых находившиеся в них продукты горения и пыли сталкиваются, «трутся и электрическую силу рождают». Северное сияние тоже имеет электрическую природу. Для измерения «громовой силы» М.В. Ломоносов изобрел автоматический регистратор грозового разряда. В 1756 г. в своем новом труде «Теория электричества, изложенная математически М.В. Ломоносовым», в котором он утверждал, что электрические явления обусловлены вращательным движением «частичек эфира», имеющих «шаровидную форму». «Электрическая сила есть действие», подчеркивал М.В. Ломоносов. Эфирная теория электричества была прогрессивной для своего времени и послужила основой для разработки теории электромагнитного поля.