Створення електричного освітлення

Зміст

Вступ

1. Створення електричного освітлення

2. Розвиток генераторів і електродвигунів

3. Розв’язання проблеми передачі електроенергії на відстань

4. Технічний прогрес в теплоенергетиці

5. Зростання вживання електрики

6. Підвищення економічності електростанцій

7. Електричні мережі і системи

8. Електрична тяга

9. Вдосконалення електроприводу і упровадження електроенергії в технологічні процеси виробництва

Висновок

Література

Вступ

Тема реферату «Історична роль інженерної діяльності у створенні техніки генерації і використовування електроенергії» з дисципліни «Історія інженерної діяльності».

Мета роботи – розкрити питання які виникали з самого початку утворення та розвитку техніки генерації, освітити створення електричного освітлення, розвиток генераторів та вирішення проблем передачі електроенергії на відстань та розвиток технічного прогресу у теплоенергетиці, завдання по підвищенню економічності електростанцій тощо.

Характерною особливістю техніки даного періоду є підвищення ролі електрики. В енергетиці були зроблені найбільші винаходи, що забезпечили колосальний технічний прогрес XX ст. Новий вид енергії – електрика - і новий тип універсального теплового двигуна - парова турбіна – ось найголовніші досягнення енергетики, які революціонізували, й надали, вплив на всю техніку цієї епохи.

У 70-80-е роки XIX ст. були зроблені крупні наукові узагальнення в області вивчення електрики і магнетизму. Експериментальні дані, накопичені при дослідженні електрики і магнетизму в першій половині XIX ст. (досліди Фарадея і ін.), дали матеріал для створення електромагнітної теорії Максвела, яка і стала основою розвитку електротехніки в кінці XIX - початку XX ст. В цей час починається інтенсивна розробка теоретичних питань електротехніки, пов'язаних з практичним вживанням електроенергії у самих різних галузях капіталістичного виробництва.

У першу чергу інженерна думка звернулася до питання про джерела електроенергії – до генераторів, оскільки без раціонального джерела електричного струму, здатного виробляти струми необхідної потужності і частоти, було неможливо здійснити упровадження електроенергії в промислове виробництво. Найістотнішим досягненням був винахід інженерів Грама, Гефнер-Альтенека, Фонтена і ін. електромагнітного генератора з самозбудженням і кільцевим якорем.

У ході робіт над удосконаленням електричного освітлення були зроблено багато важливих відкриттів і винаходів. Була розроблена схема дроблення "електричного світла", був винайдений трансформатор, був вперше застосований перемінний струм і т.д. Ці новини сприяли практичному вирішенню питання про централізоване виробництво електроенергії і передачу її до віддалених місць споживання.

Проблема передачі електроенергії на дальні відстані розроблялася в основному в 80-х роках XIX ст. В ході численних експериментів російський учений Лачинов і француз Депре, підвищивши напруги струму в лінії передач, намітили правильний шлях до вирішення цієї проблеми.

У кінці XIX ст. проблема передачі електроенергії на великі відстані в основному була розв'язана. Технічним засобом, що дозволив вирішити її, з'явилося вживання перемінного струму, спочатку однофазного, потім двофазного і, нарешті, трифазного, передача якого виявилася найвигіднішою і зручною. Система трифазного струму була запропонована російським інженером М.О. Доліво-Добровольським.

Вирішення проблеми передач електроенергії на великі відстані звільнило промисловість від місцевих енергетичних умов, що її сковували. Електрична енергія з початку ХХ ст. міцно увійшла до промислового виробництва, спочатку у вигляді групового, а потім індивідуального електроприводу, який і здійснив реконструкцію всього силового господарства машинної індустрії ХХ ст.

Електричні мережі і системи

 

Районні електростанції звичайно працюють паралельно між собою – на загальну електромережу – і об'єднуються в окремі крупні енергетичні системи. Крупні гідростанції є найважливішим елементом енергетичної системи, яка сама по собі є сукупністю електростанцій і електричних мереж. Слід зазначити, що гідроелектростанції доцільно використовувати в системі для зняття "піків" добового графіка завантаження. Об'єднання електричних станцій здійснюється районними електромережами, а об'єднання енергосистем в єдину енергетичну систему – єдиною високовольтною мережею. Електромережа зв'язує ці електростанції між собою і із споживачами енергії.

Об'єднання електростанцій загальною високовольтною мережею в єдину систему має великі технічні і економічні переваги і грає першорядну роль в розвитку електрифікації всіх країн.

Початок розвитку електромереж був встановлений на початку XX ст. створенням лінії розподільної мережі районних станцій напругою 6-35 ква. Це підготувало грунт для переходу до електропередач більш високої напруги, і вже в 1907 р. в США була лінія напруги в 110 кв. Перша в Європі лінія електропередачі на 110 кв була створена в 1912 р. в Німеччині. В 1922 р. в США була побудована лінія електропередачі напругою в 220 кв. До 1927 р. загальна протяжність високовольтних електроліній (напругою від 13 до 220 кв) склала в США близько 80 тыс.км., проте ці лінії відрізнялися крайньою різноманітністю вживаного вольтажу. В 1922 р. в Радянському Союзі була вперше створена лінія електропередачі напругою 110 кв (лінія Шатурська РЕС - Москва). Всі ці електролінії працювали на змінному струмі.

Починаючи з 30-х років досягнуті значні успіхи в будівництві електросистем. В Англії в 1936-1937 рр. в основному була закінчена і введена в експлуатацію єдина високовольтна мережа (так звана Трід") загальною протяжністю близько 8 тис. км. До цієї мережі були приєднані електростанції потужністю приблизно в 9 млн. квт. В 1946 р. Трід" включала 142 електростанції зі встановленою потужністю вже в 11,6 млн. квт, а в 1951 р. - 289 станцій потужністю в 14,5 млн. квт. В 1957 р. потужність з'єднаної енергосистеми Англії перевищила 20 млн. квт.

Електрична тяга

 

З самого початку нашого століття електроенергія все більш широко використовується на залізницях, що є найважливішим видом транспорту XX ст. Протяжність залізниць за останні півстоліття зросла приблизно удвічі. Паровоз, що вірно служив понад 100 років, впродовж нашого століття все більш поступається місцем новим, більш могутнім і економічним локомотивам, зокрема електровозам. Якщо у паровоза ефективний коефіцієнт корисної дії практично складає 4-5% і не перевищує 6-8%, а загальний ККД нижче 10%, то ККД електровозів (при отриманні електроенергії від теплової електростанції) досягає 16-19%, причому коефіцієнт корисної дії електровоза значно підвищується при використовуванні енергії ГЕС.

У результаті зростання вироблення дешевої електроенергії, що поступає з крупних енергосистем, в XX ст. були створені необхідні передумови для широкого упровадження електричної тяги на залізницях. На електрифікованих залізницях джерелом енергії є звична електростанція, а локомотив-електровоз одержує електроенергію ззовні за допомогою контактної мережі і струмоприймальників.

У 20-х роках починається електрифікація залізниць в США, Франції, Італії, Німеччини, а також в СРСР, але в цілому електрифікованих залізниць в цей час було мало (та і зараз частка електрифікованих залізниць в загальній світовій їх мережі складає приблизно 4%).

З кінця 900 років в деяких країнах починає встановлюватися своя основна система струму для електротяги, причому особливе значення має система однофазного струму зниженої частоти, постійного струму і частково трифазного струму. В 1920 р. в США залізниці були електрифіковані з вживанням в основному постійного струму напругою 1500 в (і частково до 3000 в). У Франції була прийнята система постійного струму, в Італії - трифазного струму напругою в 3000-4000 в. В Німеччині, Швеції, Швейцарії, Норвегії в 20-х роках на електрифікованих залізницях використовувався також однофазний струм зниженої частоти напругою до 15 кв.

У перші роки після упровадження електричної тяги система постійного струму, повністю себе виправдавши, набула найбільше поширення. В даний час більше 67% електрифікованих магістральних залізниць миру працюють на постійному струмі. Але зростання вантажообігу залізниць, необхідність підвищення швидкості руху потягів зажадали розробки більш ефективної системи тяги, перш за все на основі використовування переваг змінного струму промислової частоти і підвищеної напруги. Вживання змінного струму значно скорочує витрати на споруду тягових підстанцій завдяки зменшення їх числа і спрощення устаткування, а також зменшує експлуатаційні витрати залізниць і приводить до економії кольорових металів за рахунок зменшення перетину дротів контактної мережі.

Хоча вперше електрифікація залізничних ліній на однофазному струмі промислової частоти була здійснена в Угорщині ще в 1934 р., лише останніми роками намітився перехід на надзвичайно прогресивну систему тяги на однофазному струмі промислової частоти напругою в 20000-25000 в. В цьому випадку тягові двигуни електровоза можуть працювати на постійному струмі зниженої напруги, причому трансформація і перетворення струму проводяться не на підстанціях, а на установках, включених в електричну схему самого електровоза.

Успіхи електровозобудування в значній мірі пов'язані з прогресом в області створення електродвигунів і перетворювачів струму. В 50-х роках всі починають застосовуватися напівпровідникові силові випрямлячі. В кінці 1955 р. вперше в Англії був створений перший силовий (германієвий) випрямляч, розрахований на 1 тис. кВт, і запроектований випрямляч до 18 тис. кВт.

Останніми роками все більше застосовуються могутні напівпровідникові випрямлячі на основі кремнію. Ці випрямлячі відрізняються високим ККД (99,6%). Вони дозволяють випрямляти змінний струм значної потужності напругою більше 500 в. Велика кількість різних кремнієвих випрямлячів в даний час випускається, наприклад, фірмою "Сименс-Шукерт" (ФРН).

Висновок

 

За останні 40-50 років електроенергетична техніка зазнала великі якісні і кількісні зміни. Невимірно збільшилися потужності електростанцій. Найважливіше значення придбали найбільші ГЕС. Широкий розвиток одержали електричні мережі і енергетичні системи. В десятки разів збільшилися одиничні потужності турбогенераторів теплових електростанцій. Одержали повний розвиток установки теплофікацій. Автоматика проникла як в область виробництва електроенергії (наприклад, централізоване управління гідростанціями), так і в область її використовування (удосконалення електроприводу). Швидко росте вживання електрики безпосередньо в технологічних процесах виробництва. Наприклад, створені перші могутні атомні електростанції. Разом з тим електрична енергія стала широко використовуватися і в побуті.

 

Література

 

1. Аптекарь М.Д., Рамазанов С.К., Фрезер Г.Е. История инженерной деятельности. – Киев: изд-во «Аристей», 2003.

2. Электрик – журнал – 2008, №4, с.52-69

 

Зміст

Вступ

1. Створення електричного освітлення

2. Розвиток генераторів і електродвигунів

3. Розв’язання проблеми передачі електроенергії на відстань

4. Технічний прогрес в теплоенергетиці

5. Зростання вживання електрики

6. Підвищення економічності електростанцій

7. Електричні мережі і системи

8. Електрична тяга

9. Вдосконалення електроприводу і упровадження електроенергії в технологічні процеси виробництва

Висновок

Література

Вступ

Тема реферату «Історична роль інженерної діяльності у створенні техніки генерації і використовування електроенергії» з дисципліни «Історія інженерної діяльності».

Мета роботи – розкрити питання які виникали з самого початку утворення та розвитку техніки генерації, освітити створення електричного освітлення, розвиток генераторів та вирішення проблем передачі електроенергії на відстань та розвиток технічного прогресу у теплоенергетиці, завдання по підвищенню економічності електростанцій тощо.

Характерною особливістю техніки даного періоду є підвищення ролі електрики. В енергетиці були зроблені найбільші винаходи, що забезпечили колосальний технічний прогрес XX ст. Новий вид енергії – електрика - і новий тип універсального теплового двигуна - парова турбіна – ось найголовніші досягнення енергетики, які революціонізували, й надали, вплив на всю техніку цієї епохи.

У 70-80-е роки XIX ст. були зроблені крупні наукові узагальнення в області вивчення електрики і магнетизму. Експериментальні дані, накопичені при дослідженні електрики і магнетизму в першій половині XIX ст. (досліди Фарадея і ін.), дали матеріал для створення електромагнітної теорії Максвела, яка і стала основою розвитку електротехніки в кінці XIX - початку XX ст. В цей час починається інтенсивна розробка теоретичних питань електротехніки, пов'язаних з практичним вживанням електроенергії у самих різних галузях капіталістичного виробництва.

У першу чергу інженерна думка звернулася до питання про джерела електроенергії – до генераторів, оскільки без раціонального джерела електричного струму, здатного виробляти струми необхідної потужності і частоти, було неможливо здійснити упровадження електроенергії в промислове виробництво. Найістотнішим досягненням був винахід інженерів Грама, Гефнер-Альтенека, Фонтена і ін. електромагнітного генератора з самозбудженням і кільцевим якорем.

У ході робіт над удосконаленням електричного освітлення були зроблено багато важливих відкриттів і винаходів. Була розроблена схема дроблення "електричного світла", був винайдений трансформатор, був вперше застосований перемінний струм і т.д. Ці новини сприяли практичному вирішенню питання про централізоване виробництво електроенергії і передачу її до віддалених місць споживання.

Проблема передачі електроенергії на дальні відстані розроблялася в основному в 80-х роках XIX ст. В ході численних експериментів російський учений Лачинов і француз Депре, підвищивши напруги струму в лінії передач, намітили правильний шлях до вирішення цієї проблеми.

У кінці XIX ст. проблема передачі електроенергії на великі відстані в основному була розв'язана. Технічним засобом, що дозволив вирішити її, з'явилося вживання перемінного струму, спочатку однофазного, потім двофазного і, нарешті, трифазного, передача якого виявилася найвигіднішою і зручною. Система трифазного струму була запропонована російським інженером М.О. Доліво-Добровольським.

Вирішення проблеми передач електроенергії на великі відстані звільнило промисловість від місцевих енергетичних умов, що її сковували. Електрична енергія з початку ХХ ст. міцно увійшла до промислового виробництва, спочатку у вигляді групового, а потім індивідуального електроприводу, який і здійснив реконструкцію всього силового господарства машинної індустрії ХХ ст.

Створення електричного освітлення

електричний теплоенергетика електростанція

З 70-х років XIX ст. вельми швидко розвивається техніка електричного освітлення. Після винаходу електромагнітного телеграфу створення електричного освітлення було другим кроком по шляху практичного вживання електрики.

Перші спроби вживання електроенергії для освітлення відносяться ще до початку XIX ст. Академік В.В. Петров, спостерігаючий в 1802 р. явища електричної дуги, вперше вказав на можливість її широкого використовування для освітлення. Явище електричної дуги, що світиться, досліджував в 1812 р. англійський учений Деві, який також виказав думку про можливість електричного освітлення.

Створення джерела світла, діючого за принципом розжарювання провідника струмом, тобто лампи розжарювання, з'явилося першим кроком по дорозі практичною вживання електрики для потреб освітлення. Найраніша за часом лампа розжарювання була створена французьким вченим Деларю в 1820 р. Вона була циліндровою трубкою з двома кінцевими затисками для підведення струму, в ній розжарювалася платинова спіраль. Проте лампа Деларю не одержала практичного вживання. Але спроби створення ламп розжарювання не припинялися.

Особливе місце в області удосконалення ламп розжарювання займають роботи російського винахідника А.Н.Лодигіна (1847-1923). В 1873 р. А.Н. Лодигін застосував електрику для освітлення вулиці в Петербурзі. Від всіх попередніх ламп розжарювання лампи Лодигіна відрізнялися тим, що в них як тіло напруження застосовувалися тонкі стрижні з реторного вугілля, які були поміщені в скляну кулю або в циліндр. На початку Лодигін не видаляв повітря з внутрішнього простору колби, але потім, в процесі вдосконалення своїх ламп, він став викачувати повітря з них. Протягом 1873-1875 рр. Лодигиним і його помічниками було створено декілька конструкцій ламп розжарювання. Лампи Лодигина були найранішими за часом освітлювальними установками, цілком придатними для освітлення вулиць, приміщень суспільного користування, кораблів і т.п.

Видатний американський технік-винахідник Т. Едисон (1847-1931), ознайомившись з пристроєм ламп Лодигіна, також зайнявся їх удосконаленням. Після декількох років напруженої роботи в 1879 р. Едісону вдалося одержати достатньо хорошу конструкцію лампи розжарювання вакуумного типу з вугільною ниткою. В 1876 р. російський винахідник П.Н.Яблочков (1847-1896) запропонував так звану "електричну свічку" – дугове джерело світла без регулятора, що застосовувався раніше. Яблочков під час одного з дослідів встановив, що дугова лампа може діяти і без регулятора, якщо вугілля поставити паралельно, а не на одній прямій лінії, як це раніше робилося. На цьому принципі і була заснована "свічка" Яблочкова, що є двома вугільними стрижнями, розділеними прошарком якого-небудь вогнетривкого ізолюючого матеріалу, наприклад каоліну, гіпсу і т.п., що випаровується під дією електричної дуги. Вугілля в "свічці" Яблочкова приєднувалося до затисків джерела струму, в результаті між ними утворювалася дуга. "Свічка" Яблочкова горіла всього близько дві години. Але для свого часу вона була найзручнішим і доступнішим джерелом світла для широкого кола споживачів.

Одночасно з електричним освітленням була розв'язана проблема вживання електроенергії в силовому апараті промисловості. В 1869 р. 3. Грам (1826-1901), бельгієць за походженням, працюючий у Франції, одержав патент на генератор нового типа, в якому винахідник успішно застосував принцип самозбудження разом з вельми вдалим конструктивним рішенням кільцевого якоря.