Engenharia Elétrica é um campo de conhecimento extremamente amplo, que inclui tudo relacionado ao uso da energia elétrica. Isso inclui o desenvolvimento de circuitos, dispositivos, equipamentos e componentes, e o estudo de fenômenos eletromagnéticos, seu uso prático. O escopo da engenharia elétrica abrange todas as esferas da nossa vida.
Como tudo começou
A história do desenvolvimento da engenharia elétrica está intimamente ligada à humanidade ao longo da história de seu desenvolvimento. As pessoas estavam interessadas em fenômenos naturais que não podiam explicar. A história do desenvolvimento da engenharia elétrica - constantes tentativas de repetir o que aconteceu por aí.
O estudo continuou por longos e longos séculos. Mas somente no século XVII a história do desenvolvimento da engenharia elétrica começou sua contagem regressiva a partir do uso real dos conhecimentos e habilidades adquiridos por uma pessoa.
Teoria
Cientistas que contribuíram para o desenvolvimento da engenharia elétrica são milhares e milhares de nomes, é impossível listar todos eles no âmbito deste artigo. Mashá pessoas cujas pesquisas ajudaram a tornar nosso mundo o que é hoje.
Dados históricos dizem: um dos primeiros que voltou sua atenção para o fato de que depois de esfregar o âmbar na lã, ele pode atrair objetos, foi o filósofo grego Tales de Mileto. Ele conduziu seus experimentos no século VII aC. Infelizmente, ele não conseguiu tirar nenhuma conclusão fundamental. Mas ele registrou cuidadosamente todas as suas observações e as passou para a posteridade.
O próximo nome na lista condicional "cientistas eletricistas e suas invenções" apareceu apenas em 1663, quando Otto von Guericke projetou uma máquina na cidade de Magdeburg, que era uma bola que poderia não apenas atrair, mas também repelir objetos.
Cientistas famosos
Subseqüentemente, o início da engenharia elétrica foi estabelecido por cientistas famosos como:
- Stephen Gray, que realizou experimentos sobre a transmissão de eletricidade à distância. O resultado de sua pesquisa foi a conclusão de que os objetos transferem carga de forma diferente.
- Charles Dufay, que apresentou a teoria dos diferentes tipos de eletricidade.
- Holandês Peter van Muschenbroek. Ele ficou famoso por inventar o capacitor.
- Georg Richmann e Mikhail Lomonosov estudaram ativamente o fenômeno.
- Benjamin Franklin. Este homem entrou para a história como o inventor do pára-raios.
- Luigi Galvani.
- Vasily Petrov.
- Pingente Charles.
- Hans Oersted.
- Alessandro Volta.
- Andre Ampère.
- Michael Faraday e muitos outros.
Energia
Engenharia Elétrica é uma ciência que contém quatro componentes, sendo o primeiro e básico a indústria de energia elétrica. É a ciência da geração, transmissão e consumo de energia. A humanidade foi capaz de usar com sucesso esta tecnologia para suas necessidades apenas no século 19.
Baterias primitivas permitiram que os dispositivos funcionassem apenas por um tempo, o que não satisfez as ambições dos cientistas. O inventor do primeiro protótipo do gerador foi o húngaro Anosh Jedlik em 1827. Infelizmente, o cientista não patenteou sua ideia, e seu nome permaneceu apenas nos livros de história.
Mais tarde o dínamo foi modificado por Hippolyte Pixie. O dispositivo é simples: um estator que cria um campo magnético constante e um conjunto de enrolamentos.
A história do desenvolvimento da engenharia elétrica e da energia não pode prescindir de mencionar o nome de Michael Faraday. Foi ele quem inventou o primeiro gerador, que possibilitou gerar corrente e tensão constante. Posteriormente, os mecanismos foram melhorados por Emil Steer, Henry Wilde, Zenob Gramm.
DC
Em 1873, em uma exposição em Viena, foi demonstrado claramente o início de uma bomba de uma máquina a mais de um quilômetro de distância.
Eletricidade conquistou o mundo com confiança. A humanidade tem acesso a novidades até então desconhecidas como o telégrafo, o motor elétrico dos carros e navios e a iluminação das cidades. Enormes dínamos foram cada vez mais usados para produzir eletricidade em escala industrial. Os primeiros bondes e trólebus começaram a aparecer nas cidades. A ideia de corrente contínua foi massivamente introduzida pelo famoso cientista Thomas Edison. No entanto, esta tecnologia também tinha suas desvantagens.
A engenharia elétrica teórica nos trabalhos dos cientistas significava cobrir o maior número possível de assentamentos e territórios com eletricidade. Mas a corrente contínua tinha um alcance extremamente limitado - cerca de dois ou três quilômetros, após o que começaram grandes perdas. Um fator importante na transição para a corrente alternada foi o aço e as dimensões das máquinas geradoras, do tamanho de uma fábrica decente.
Nikola Tesla
O cientista sérvio Nikola Tesla é considerado o fundador da nova tecnologia. Ele dedicou toda a sua vida a estudar as possibilidades da corrente alternada, transmitindo-a à distância. A engenharia elétrica (para iniciantes isso será um fato interessante) é construída em seus princípios básicos. Hoje, cada casa tem uma das criações do grande cientista.
O inventor deu ao mundo geradores polifásicos, um motor elétrico assíncrono, um contador e muitas outras invenções. Ao longo dos anos no telégrafo, companhias telefônicas, laboratório Edison e mais tarde em suas empresas, Tesla ganhou muita experiência devido ao grande número de experimentos.
A humanidade, infelizmente, não recebeu nem um décimo das descobertas do cientista. Os donos dos campos de petróleo eram contra a revolução elétrica de todas as maneiras possíveis e tentaram impedir seu progresso por todos os meios disponíveis.
De acordo com rumores, Nikola poderiacriar e parar furacões, transmitir eletricidade sem fios em qualquer lugar do mundo, teletransportar um navio de guerra e até provocar a queda de um meteorito na Sibéria. Este homem era muito extraordinário.
Como se viu mais tarde, Nikola estava certo em apostar na corrente alternada. A engenharia elétrica (especialmente para iniciantes) menciona antes de tudo seus princípios. Ele estava certo de que a eletricidade poderia ser fornecida a milhares de quilômetros de distância usando apenas fios. No caso de um “irmão” permanente, as usinas devem estar localizadas a cada dois ou três quilômetros. Além disso, eles devem ser constantemente atendidos.
Hoje, a corrente contínua ainda tem lugar para veículos elétricos - bondes, trólebus, locomotivas elétricas, motores em empresas industriais, em baterias, carregadores. No entanto, dado o desenvolvimento da tecnologia, é provável que o "permanente" em breve permaneça apenas nas páginas da história.
Eletromecânica
A segunda seção da engenharia elétrica, que explica o princípio da conversão de energia de mecânica para elétrica e vice-versa, é chamada de eletromecânica.
O primeiro cientista que revelou seu trabalho em eletromecânica ao mundo foi o cientista suíço Engelbert Arnold, que em 1891 publicou um trabalho sobre teoria e projeto de enrolamentos para máquinas. Posteriormente, a ciência mundial foi reabastecida com os resultados das pesquisas de Blondel, Vidmar, Kostenko, Dreyfus, Tolvinsky, Krug, Park.
Em 1942, um húngaro-americanoGabriel Kron finalmente conseguiu formular uma teoria generalizada para todas as máquinas elétricas e assim unir os esforços de muitos pesquisadores ao longo do século passado.
A eletromecânica desfrutou de um interesse estável de cientistas de todo o mundo e, posteriormente, ciências como eletrodinâmica (estudos a relação entre fenômenos elétricos e magnéticos), mecânica (estudos o movimento dos corpos e interações entre eles), e também térmica física (fundamentos teóricos energia, termodinâmica, transferência de calor e massa) e outros.
Os principais problemas estudados na pesquisa foram o estudo e desenvolvimento de transdutores, campo magnético rotativo, carga de corrente linear, constante de Arnold. Os principais tópicos são máquinas elétricas e assíncronas, vários tipos de transformadores.
Postulados da eletromecânica
Os três principais postulados da eletromecânica são as leis:
- Indução eletromagnética de Faraday;
- corrente total para circuito magnético;
- força eletromagnética (também conhecida como Lei de Ampère).
Como resultado de pesquisas de cientistas eletromecânicos, ficou provado que o movimento de energia é impossível sem perdas, todas as máquinas podem operar tanto como motor quanto como gerador, e que os campos do rotor e do estator são sempre estacionário em relação um ao outro amigo.
As fórmulas básicas são equações:
- máquina elétrica;
- equilíbrio de tensão dos enrolamentos de uma máquina elétrica;
- torque eletromagnético.
Sistemas de controle automático
A direção inevitavelmente se tornou popular depois que ficou claro que as máquinas poderiam substituir com sucesso o trabalho humano.
Controle automático - a capacidade de manipular a operação de outros dispositivos ou mesmo sistemas inteiros. O controle pode ser feito por temperatura, velocidade, movimento, ângulos e velocidade de deslocamento. A manipulação pode ser realizada tanto em modo totalmente automático quanto com a participação de uma pessoa.
A primeira máquina desse tipo pode ser considerada uma unidade projetada por Charles Babage. Com a ajuda das informações contidas nos cartões perfurados, as bombas podiam ser controladas usando uma máquina a vapor.
O primeiro computador foi descrito nos escritos do cientista irlandês Percy Ludgate, que foram apresentados ao público em 1909.
Os dispositivos de computação analógica surgiram pouco antes da eclosão da Segunda Guerra Mundial. As hostilidades retardaram um pouco o desenvolvimento dessa indústria promissora.
O primeiro protótipo do computador moderno foi criado pelo alemão Konrad Zuse em 1938.
Hoje, os sistemas de controle automático, como pretendido por seus inventores, substituem com sucesso as pessoas na produção, realizando o trabalho mais monótono e perigoso.
Eletrônica
O próximo estágio no desenvolvimento da engenharia elétrica foram os dispositivos eletrônicos que são bilhões de vezes mais precisos do que seus equivalentes analógicos.
A primeira invenção mais famosa é a máquina de cifra alemã Enigma. E então os britânicosdecodificadores eletrônicos, com os quais tentaram decifrar os códigos emaranhados.
A seguir foram calculadoras e computadores.
Na atual fase da vida, telefones e tablets estão associados a eletrônicos. E qual será o desenvolvimento de nossos dispositivos amanhã, só podemos adivinhar. Mas os cientistas trabalham dia e noite apenas para nos surpreender e tornar a vida um pouco mais interessante e fácil.
