Содержание  
< назад вперед >

Кузнецов М.И.

Основы электротехники. Учебное пособие. Изд. 10-е, перераб. "Высшая школа", 1970.

Книга содержит основные сведения по электростатике, о цепях постоянного тока, химических и тепловых действиях электрического тока, электро­магнетизме и электромагнитной индукции, однофазном и трехфазном токе, трансформаторах, асинхронных и синхронных двигателях, машинах постоянного тока, электроизмерительных приборах и аппаратуре управления.

По сравнению с предыдущим изданием (1964 г.) книга подверглась коренной переработке с учетом критических замечаний и рекомендаций, касающихся методики, стиля изложения и терминологии. Объем книги значительно сокращен, а изложение материала во многих местах сделано более доступным для понимания учащихся. Многие рисунки переделаны или заменены более доходчивыми.

Книга рекомендована в качестве учебного пособия для учащихся профессионально-технических училищ электрорадиотехнических специальностей и специальностей связи отделом учебников и учебно-наглядных пособий Государственного комитета Совета Министров СССР по профессионально-техническому образованию. Она может быть также рекомендована для повышения квалификации и самообразования рабочих.

ВВЕДЕНИЕ

Электротехникой называют науку о применении электрической энергии для практических целей.

Электрическая энергия занимает особое место среди различных видов энергии, известных в настоящее время. Особенность электрической энергии заключается прежде всего в том, что ее можно сравнительно легко преобразовать в другие виды энергии и наоборот.

При помощи достаточно простых и экономически выгодных устройств электрическую энергию можно очень быстро и в любом количестве передать на значительные расстояния и легко распределить между отдельными потребителями.

Широкое внедрение электрической энергии в промышленность, сельское хозяйство, транспорт и быт носит название   электрификации.

В дореволюционной России мощность всех электростанций составляла лишь 1,1 млн. квт-ч в 1913 г., а годовая выработка электроэнергии— 1,9 млрд. квт-ч. По производству электрической энергии царская Россия стояла на одном из самых последних мест, уступая даже такой маленькой стране, как Швейцария.

После Великой Октябрьской социалистической революции Коммунистическая партия поставила задачу — превратить Россию из отсталой аграрной страны в передовую индустриальную державу. Роль электрификации как основы технического прогресса и создания мощных производительных сил нового бесклассового общества гениально выражена в ленинской формуле "Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны".

В 1918 г. началось строительство Шатурской районной электростанции на торфе, а в 1919 г. было начато сооружение Каширской районной электростанции на подмосковном угле.

По предложению В. И. Ленина, уже в 1920 г. был принят знаменитый план электрификации России (ГОЭЛРО), в котором предусматривалось в течение 10—15 лет построить 30 электростанций общей мощностью 1,5 млн. кет. В то время В. И. Ленин писал: «... если Россия покроется густою сетью электрических станций и мощных технических оборудований, то наше коммунистическое хозяйственное строительство станет образцом для грядущей социалистической Европы и Азии».

По основным показателям план ГОЭЛРО был выполнен в 1931 г., а в 1935 г. он был перевыполнен почти в три раза.

В годы довоенных пятилеток советский народ, руководимый Коммунистической партией, продолжал вести борьбу за дальнейшее развитие электрификации страны. Были построены десятки мощных тепло- и гидроэлектрических станций, проведены тысячи километров линий электропередачи высокого напряжения, созданы заводы по производству электрооборудования. Вступили в строй Днепровская, Свирская, Угличская гидростанции, Дубровская, Штеровская, Зуевская и другие тепловые электростанции.

Война, затеянная гитлеровской Германией против Советского Союза, не могла остановить развитие электрификации нашей страны. В трудных военных условиях продолжалось строительство электростанций. За годы войны мощность электростанций Урала выросла более чем в два раза, Кузбасса — в 1,7 раза, Караганды—в 4,1 раза, Узбекистана — в 1,9 раза.

Электрификация Советской страны исключительно быстро развивалась в послевоенный период.

В годы пятой пятилетки вступили в строй мощные гидроэлектростанции, оборудованные по последнему слову техники: Цимлянская, Гюмушская, Верхне-Свирская, Мингечаурская, первые очереди Камской, Каховской, Нарвской, Княжегубской и др. В это же время пущены крупные тепловые электростанции: Мироновская, Славянская, Южно-Кузбасская, первая очередь Черепетской и ряд других. На востоке СССР пущены Усть-Каменогорская, Ангарская и Бухтарминская гидроэлектростанции.

В результате широкого строительства электростанций Советский Союз по выработке электроэнергии занимает второе место в мире после США. Энергетика Советского Союза росла не только количественно, но и развивалась качественно. На тепловых электростанциях внедряются турбины и котлы с более высокими температурами и давлениями пара. Построены крупнейшие в мире гидроагрегаты единичной мощностью 105 тыс. кет и турбогенераторы мощностью 300 тыс. кет.

Производство электрической энергии в млрд. киловатт-часов в нашей стране может быть представлено следующей таблицей:

1913 г. — 1,9          1958  г. — 235

1928 г. — 5,0          1965  г. — 507

1940 г. — 48,3        1966  г. — 550

1945 г. — 43,3        1967  г. — 589

Общая мощность электрических станций СССР к концу 1966 г. достигла 120 млрд. кет.

XXIII съезд КПСС в Директивах по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1966—1970 гг. предусмотрел рост производства электроэнергии до 830—850 миллиардов киловатт-часов в 1970 г.

Главным направлением в развитии энергетики за период с 1966 по 1970 г. будет строительство крупных тепловых и гидроэлектростанций. Войдут в строй несколько десятков крупных тепловых электростанций; будут строиться такие гиганты, как Рефтииская на Урале и Углегорская на Украине. Будет завершено строительство каскадов гидроэлектростанций на Волге, Каме и Днепре. В Сибири закончится строительство самой крупной в мире Красноярской ГЭС. Ее проектная мощность — 5 млн. кет.

Дальнейшее развитие получит также строительство атомных электростанций.

Единая энергосистема европейской части страны объединяет около 600 электростанций общей мощностью 65 млн. кет. За пятилетие (1966—1970 гг.) предусматривается завершить создание единой энергетической системы европейской части СССР, начать строительство линий электропередачи постоянного тока напряжением 1,5 млн. в для передачи электроэнергии из Сибири и Казахстана в Центральные районы и на Урал.

Электрическая энергия, вырабатываемая электростанциями, широко используется в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в быту.

Для привода в движение станков, машин и различных механизмов на заводах и фабриках в настоящее время преимущественно пользуются удобными и экономичными электрическими двигателями.

В электрических печах плавят металл, получают сталь и различные сплавы.

Электрическая сварка и резка металлов получили огромное распространение.

С развитием электротехники появилась возможность применять в промышленности новые технологические процессы, осуществлять широкую автоматизацию производства, создавать новые высокопроизводительные машины.

Электричество приводит в движение электропоезда, трамваи и троллейбусы, поднимает тяжести, помогает находить руды, уголь и нефть в недрах Земли.

Внедрение электрической энергии в сельское хозяйство позволяет максимально механизировать большинство трудоемких работ, резко сократить сроки их выполнения и значительно увеличить выпуск сельскохозяйственной продукции.

Электрическая энергия широко применяется и в домашнем быту.

Благодаря электричеству стали возможны многие замечательные открытия нашего времени. Радиосвязь и радиолокация, проникновение в недра атома и разрушение его — все это производится при помощи электричества. Электричество позволяет нам слышать за многие тысячи километров, дает возможность видеть в полной темноте и на значительном расстоянии, открывает глазу работу внутренних органов человеческого тела и лечит болезни.

С электрическими явлениями люди были знакомы очень давно, но практическое использование этих явлений началось в начале XIX в. Большое количество открытий и изобретений в области электротехники было сделано учеными и изобретателями нашей страны. Первым из них нужно назвать основоположника русской науки М. В. Ломоносова. В середине XVIII в. им была создана теория атмосферного электричества. Ломоносов полагал, что существует связь между электрическими и световыми явлениями, что было позднее (через 100 лет) подтверждено Максвеллом.

В 1802 г. профессор физики В. В. Петров получил электрическую дугу и указал на возможность ее практического применения для освещения и плавки металлов. В 1832 г. русский изобретатель П. Л. Шиллинг осуществил первую в мире телеграфную связь при помощи стрелочного телеграфа, который в 1839 г. был заменен пишущим телеграфом, изобретенным русским академиком Б. С. Якоби (американец Морзе изобрел свой телеграфный аппарат в 1840 г. и применил его в 1844 г.).

Русский академик Э. X. Ленцустановил в области электромагнитной индукции закон, носящий его имя. Он также исследовал вопрос о тепловом действии электрического тока (закон Джоуля — Ленца).

В 1834 г. Б. С. Якоби изобрел и в 1838 г. построил первый электрический двигатель. В 1836 г. Б. С. Якоби разработал процесс гальванопластики. В 1872 г. профессор Московского университета А. Г. Столетов исследовал намагничивание железа, что дало возможность производить расчеты магнитных цепей электрических машин. В 1873 г. русский изобретатель А. Н. Лодыгин создал первую лампу накаливания сначала с угольной, а потом с металлической (вольфрамовой) нитью.

В 1876 г. П. Н. Яблочков изобрел электрическую «свечу». Это изобретение получило широкое распространение в ряде стран Европы и стало известно там под названием «русского света». Яблочковым разработаны конструкции генераторов переменного тока и изобретен трансформатор. Независимо от Яблочкова трансформатор, был сконструирован механиком Московского университета И. Ф. Усагиным. В 1875 г. русский инженер Ф. А. Пироцкий впервые осуществил передачу электрической энергии (6 л. с.) на расстояние (1 км), а в 1880 г. он построил и испытал первый в России трамвайный вагон с подвесным электродвигателем, питавшимся через рельсы и колеса.

Д. А. Лачинов (1842—1902), русский физик и электротехник, один из первых теоретически доказал возможность и целесообразность передачи электрической энергии на большие расстояния. В 1882 г. русский инженер Н. Н. Бенардос изобрел электрическую сварку с применением угольных электродов. В 1888 г. инженер М. О. Доливо-Добровольский изобрел систему трехфазного тока, в 1889 г. построил трехфазный трансформатор, а в 1891 г. — асинхронный электродвигатель.

В 1893 г. на Всемирной выставке в Париже Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки металлическим электродом. В 1895 г. А. С. Попов изобрел радиотелеграф.

Больших достижений в области электротехники добились иностранные ученые. Среди них необходимо отметить прежде всего Фарадея и Максвелла. Майкл Фарадей (1791—1867), английский ученый, установил законы электролиза, обнаружил вращение проводника с током вокруг полюса постоянного магнита, открыл явление электромагнитной индукции.

Джемс Кларк Максвелл (1831—1879), английский физик, основоположник теории электромагнитного поля, дал уравнения электромагнитного поля, теоретически доказал существование электромагнитных волн, электромагнитную природу и давление света.

В деле развития электротехники и ее практического применения большая роль принадлежит советским ученым: Г. М. Кржижановскому, М. А. Бонч-Бруевичу, С. И. Вавилову, А. Ф. Иоффе, М. А. Шателену, К. И. Шефнеру, Е. О. Патону, А. В. Винтеру и многим другим.

Развитие электротехники поставило в качестве одной из важнейших задач подготовку квалифицированных кадров электриков для различных отраслей народного хозяйства.

Профессия электрика увлекательна и интересна. Но чтобы стать передовым работником нашего социалистического хозяйства, электрик должен много и упорно учиться и непрерывно повышать уровень своих теоретических и практических знаний.

Содержание  
< назад вперед >