ГОУ СПО "Смоленский техникум электронных приборов".
Реферат
по "Введению в специальность" на тему:
"Яблочков - слава и гордость русской электротехники".
Выполнил: студент
группы 041-Э
Градов Артем
г. Смоленск. 2004/2005 уч. год.
План
Введение
Русские изобретатели-электротехники - предшественники П.Н. Яблочкова
Годы учебы и деятельности Яблочкова в России
Жизнь за рубежом
Изобретения Яблочкова
Попытки великого русского электротехника применить свои изобретения на родине
Соперники дуговой свечи
Возвращение Яблочкова в Россию
Характер и значение творческой деятельности Яблочкова
Используемая литература
Я выбрал эту тему, потому что горжусь своей Родиной и ее великими учеными и изобретателями, потому что жизнь и деятельность русских изобретателей - это подвиг, достойный подражания.
Есть в науке и технике область, где ряд выдающихся успехов был достигнут благодаря творческой мысли и трудам русских ученых и инженеров. Эта область - электротехника.
Сейчас даже вообразить невозможно, что всего каких-то сто лет назад слова "электротехника" не существовало, даже в словарях 80-х годов вы его еще не найдете. Все было еще так неопределенно, зыбко, туманно, все абсолютно очевидное сегодня представлялось еще столь спорным, и, казалось, спорам этим не будет конца, а вот надо же, всего 100 лет прошло и…
Открытие электрической дуги, первое практическое решение задачи применения электрического тока для освещения, изобретение гальванопластики, идея и практика технического использования переменного тока, а также принципы его трансформации, создание схемы трехфазного тока, изобретение радиотелеграфа - все это русские изобретения и открытия, создавшие новую эпоху в развитии электротехники.
Различной была судьба этих открытий и изобретений. Многие из них сыграли в свое время ведущую роль в мировой науке и технике, другие же остались неизвестны за границей, а в самой России были временно забыты. Это произошло потому, что в царской России прошлого века правящие круги недооценивали достижений отечественных ученых и изобретателей, а преклонялись перед заграничной наукой и техникой.
Кто же подарил нам электрический свет? О, на этот вопрос нелегко ответить. Можно было бы написать увлекательный роман с десятками ярких героев, судьбы которых причудливо переплелись вокруг этой общей, всецело поглощающей идеи - электрический свет. И в строю этих героев возвышается фигура русского изобретателя Павла Николаевича Яблочкова. Возвышается не только благодаря росту - 198 сантиметров, - но и трудами, положившими начало электрическому освещению.
В своей работе я хочу рассказать о великом русском электротехнике Павле Николаевиче Яблочкове.
Я поставил целью побольше узнать: о русских изобретателях-электротехниках - предшественниках Яблочкова, о жизни и деятельности П.Н. Яблочкова, о его изобретениях и о значении творческой деятельности П.Н. Яблочкова.
П.Н. Яблочков был не только крупным просвещенным изобретателем, но и серьезным, вдумчивым физиком-исследователем, глубоко анализирующим все явления, с которыми ему приходилось иметь дело, и неизменно прибегавшим к тщательному эксперименту для разрешения возникающих у него сомнений. Велико значение вклада П.Н. Яблочкова в мировую науку и технику.
В своей работе я использовал книгу Я. Голованова "Этюды об ученых". Герои этой книги были великими, не знающими устали, строителями гигантского здания человеческого знания. Каждый из них всего себя без остатка отдал науке, отдал людям. Здесь я нашел много материала о П.Н. Яблочкове и о А.Н. Лодыгине. В книге Н.А. Капцова "Яблочков - слава и гордость русской электротехники" рассказывается о трудах электротехника Яблочкова.
О русском физике В.В. Петрове я узнал из книги Ю.А. Храмова "Физика". В "Большой советской энциклопедии" я нашел материал о электротехниках А.Н. Лодыгине и о В.Н. Чиколеве.
В 1802 году выдающийся русский физик В.В. Петров открыл явление электрической дуги, названное впоследствии вольтовой дугой. Электрическая дуга - дуга Петрова, как надо ее по праву называть, - представляет собой электрический разряд в воздухе между двумя сближенными между собой углями. Описывая открытую им дугу, В.В. Петров высказал мысль, что посредством этой дуги "темный покой довольно ясно освещен быть может". Но от гениальной мысли, родившейся в мозгу ученого, до ее осуществления, и в особенности до широкого применения в практике, путь оказался длинным. Попыток осуществить мысль Петрова, о применении электрической дуги для освещения, было сделано очень много. Были предприняты попытки осуществить освещение при помощи электрического тока, используя нагревание твердых тел проходящим через них током (лампы накаливания). Так, уже в 1838 году один ученый пытался применить электрический ток для накаливания угольных стержней. Были другие попытки применить электрический ток для освещения. Но все эти попытки долгое время не приводили к удовлетворительным практическим результатам. В первых лампах накаливания тело накала быстро сгорало или окислялось. Электрическая же дуга требовала постоянной регулировки расстояния между углями, так как при горении дуги угли укорачиваются, расстояние между ними увеличивается, условия, в которых происходит явление дуги, меняются, электрический разряд ослабевает и в конце концов, при большом расстоянии между углями, дуга гаснет.
Чтобы избежать погасания дуги, был предложен ряд приспособлений, так называемых регуляторов. В этих регуляторах при уменьшении силы тока специальный электромагнит передвигал один из углей и восстанавливал между ними нужное расстояние.
Регуляторы представляли собой довольно сложные приспособления. Они состояли из электромагнита, а также других деталей, например, из ряда зубчатых колес и пружин, напоминающих часовой механизм. Один из таких регуляторов изображен на рис.1 (см. приложение). Сложность механизма приводила к нечеткой работе регуляторов и к частой их поломке. Необходимо также иметь в виду, что режим электрической дуги постоянно изменялся не только вследствие изменения расстояния между концами углей, но также и при каждом колебании напряжении электрической цепи, питающей лампу. Поэтому регулировка была недостаточной, и применение электрической духи требовало постоянного вмешательства человека.
Кроме того, от каждого источника электрического тока можно было питать только одну дугу. При параллельном включении горела всегда только одна дуга. При последовательном соединении несколько дуговых горелок регулятор одной дуги мешал работе другой: в одних дугах угли смыкались, в других они расходились на большие расстояния - и вся цепь гасла.
Применять для питания каждой "электрической горелки" свою отдельную маленькую электрическую машину было не только сложно и не удобно, но и очень невыгодно. Маленькие машины были очень не экономны по сравнению с большими. Стоимость их также была много выше, чем стоимость одной большой машины. Все это удорожало как установку, так и эксплуатацию электрического освещения при помощи электрической дуги. Поэтому целых 70 лет после открытия Петрова электрическое освещение все еще представляло собой дорогую эффектную забаву и применялось только в парадных случаях, наравне с фейерверком. В старых книгах можно найти описания иллюминации в Москве в 1856 году. Можно найти описание "электрических солнц", используемых для световых эффектов в театрах. Электрическое освещение при помощи дуги находило более широкое применение лишь там, где большие расходы на источники электрической энергии и необходимость постоянного ухода и наблюдения за горелками и регуляторами искупались эффектом, достигаемым при ярком освещении больших пространств в ночное время для производства каких-либо важных строительных работ.
Чтобы сделать возможным широкое использование электрического тока для освещения, электрики того времени должны были найти способ сохранения постоянного расстояния между углями дуги. И добиться, как тогда выражались, "дробления электрического света" от одной большой электрической машины; или же, применяя для освещения метод накаливания твёрдых тел, добиться, чтобы "тело накала" не сгорало и не разрушалось слишком быстро.
Лишь в 70-х годах XIXстолетия три русских изобретателя - Павел Николаевич Яблочков, Александр Николаевич Лодыгин и Владимир Николаевич Чиколев - почти в одно и то же время, но каждый по-своему, решили эти задачи. Они сделали электрическое освещение практически применимым, и среди них Яблочков довёл свою "свечу" и свою систему освещения до широкого применения во всей Европе.
Работы этих трёх выдающихся русских электротехников тесно переплетались между собой. Поэтому, говоря о Яблочкове, нельзя не упомянуть о работах Лодыгина и Чиколева.
А.Н. Лодыгин в своих работах исходил из представления, что в электрической дуге, горящей между двумя угольными электродами, светятся, главным образом, раскалённые током концы углей, а свечение воздуха в дуге сравнительно очень мало. Кроме того, согласно воззрениям того времени, он полагал, что на поддержание электрического тока через дугу требуется дополнительная затрата энергии (на преодоление "поляризации" дуги, как тогда выражались). Поэтому Лодыгин пришёл к мысли отказаться от использования электрической дуги для освещения, а просто сомкнуть оба угольных стержня и пропускать через них ток. Для того чтобы избежать сгорания угля в кислороде воздуха, Лодыгин первоначально считал достаточным поместить более или менее толстый угольный стерженёк в плотно укупоренную стеклянную колбу, как это показано на рис.2 (см. приложение). Он полагал, что часть стерженька будет затрачена на соединение с кислородом воздуха внутри колбы, а затем горение и разрушение угольного штабика прекратится, и лампой можно будет пользоваться в течение достаточно продолжительного времени. Осуществив эту идею, Лодыгин первый в мире вынес лампу накаливания из тиши научных кабинетов и лабораторий на улицу и на опыте показал возможность уличного освещения "электрическим светом". В один из тёмных осенних вечеров 1872 года жители Петербурга имели возможность любоваться ярким светом двух электрических фонарей на одной из обычно погружённых в мрак улиц в районе Песков. Этот день справедливо считается датой рождения лампы накаливания.