Die Bildung der Grundlagen der Theorie von elektrischen Schaltungen und Elektromagnetismus

Wie bekannt ist, in einer elektrischen Schaltung Prozesse definiert Skalare elektromotorischen Kraft (oder Spannung) und Strom. Das Konzept der elektromotorischen Kraft in den Verkehr gebracht A. Volta.

Nach dem ersten qualitativer und quantitativer Forschung in den 20er Jahren des letzten Jahrhunderts begann die physikalische Grundlage der Theorie der elektrischen Ströme zu bilden. Der größte Beitrag eingeführt wurde hier arbeitet Ampere. GS Ohm sein berühmtes Gesetz, durch das Experiment erhalten, legte den Grundstein für die Berechnung von elektrischen Schaltungen. Schon vor der Kirchhoff unterscheidet sich von der jungen waren Ströme in den verzweigten Ketten (zB Lenz). Aber Kirchhoff in der 1845-1847 Biennium. Lage bekannten topologischen Gesetze zu formulieren, die seinen Namen tragen. Laws Kirhffa bildete die Grundlage für alle nachfolgenden Ketten von Berechnungsmethoden.

Englisch Physiker Charles Wheatstone (1802-1875 gg.) Im Zusammenhang mit der Arbeit an der Verbesserung des Telegraphen war auf der Suche nach Möglichkeiten, um den Widerstand zu messen. Als Ergebnis er die berühmte "Wheatstone-Brücke" geschaffen, ist der entscheidende Vorteil der Gleichgewichtszustand eines Energieversorgungsspannung. Im Jahr 1840 zeigte er sein Gerät BS Jacobi, und im Jahre 1843 gab eine Beschreibung seiner "Brücke" in dem Artikel. Um den Widerstand einer der Arme der Brücke ändern Wheatstone'schen einstellbare Widerstände angelegt, die er einen Rheostat genannt. Später (1860) Werner Siemens baute den Widerstand Box.

Einer der größten deutschen Wissenschaftler Hermann Ludwig von Helmholtz (1821 -. 1894) wurde im Jahre 1853 in die Theorie der Schaltungen bisher bekannten in dem physikalischen Prinzip der Überlagerung eingeführt, auf denen wichtige Sätze von elektrischen Schaltungen gebaut wurden, einschließlich der Theorie der äquivalenten Quelle (Helmholtz - Tevenena) . Helmholtz war die erste, die Gleichung des Übergangsprozesses in der Kette zu erhalten, wenn es mit der Quelle verbunden ist, die Zeitkonstanten der Schaltung prüfen. William Thomson (Lord Kelvin) im Jahr 1853 gab der Siedlung den Schwingungsvorgang und etabliert eine Verbindung zwischen der Eigenfrequenz, Induktivität und Kapazität.

Maxwell wurde durch Mesh-Analyse entwickelt, erwies sich die Reziprozitätstheorem. Nach und nach praktisch das gesamte Arsenal von Methoden zur Berechnung (einschließlich gleichwertiger Umwandlung) Gleichstromkreise gebildet.

Nach der Entdeckung der elektromagnetischen Induktion Aufmerksamkeit der Wissenschaftler weitgehend von den "galvanische" Ströme verschoben, wenn der Hauptziele der Forschung waren selbst galvanischen Zellen, Elektrolyseverfahren in den Induktionsströme, wenn das größte Interesse, das Phänomen der Elektromagnetismus zu verursachen begann.

Hier wird die besondere Rolle gehört zu den hervorragenden russischen Physiker E. Lenz X .. Er studierte in seiner Heimatstadt Tartu (ehemaliger Stadt St. George, und dann Dorpat), ein Student als Physiker in der Welt beteiligt Tour unter dem Kommando von OE Kotzebue war der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften, der Leiter der Abteilung für Physik, dann Dekan der Fakultät für Physik und Mathematik, und im Jahre 1863 wurde er Rektor der Universität St. Petersburg gewählt.

In seinem Bericht an den St. Petersburger Akademie der Wissenschaften, 29. November 1833 E. Lenz X., mit der Arbeit an der elektromagnetischen Induktion Faraday gab seine berühmte Formulierung des Gesetzes sehr beeindruckt zu sein nach ihm benannt: "Wenn ein Metallleiter bewegt sich in der Nähe des galvanischen Stroms, oder Magnet, dann durch den galvanischen Strom solcher Richtung erregt wird, kann er bestimmen, in dem Fall der Unbeweglichkeit des Leiters, in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird, wird angenommen, dass diese Bewegung nur in Richtung der Bewegung oder Richtung erfolgen kann, direkt gegenüber. "

Es ist offensichtlich, daß diese Formulierung die Idee des Prinzips der Umkehrbarkeit von elektrischen Maschinen liegt, entwickelte später BS Jacobi.

E. X. Land war einer der Begründer der Theorie der magnetoelektrischen Maschinen. Er ist die Entdeckung und Erklärung des Phänomens der Ankerreaktion (1847) und die Einrichtung von der Notwendigkeit, die Bürste auf die geometrische neutral zu bewegen, er zum ersten Mal die Verschiebung der aktuellen Phase studierte Spannung zu Phase (1853), kam mit dem Schalter, um die Form der induzierten Stromkurve zu studieren (1857) . Sie wurden gefunden, die maximale Netto-Leistung-Modus Energiequelle, wenn die interne Quellenwiderstand gleich dem Widerstandswert des externen Schaltung zu konditionieren. Weithin bekannt Arbeit X. E. Lenz durch den Joule-Effekt (1842-1843 gg.), Die gerade genannt, eine gründliche Untersuchung durchgeführt wurde, so dass das bekannte Gesetz, nachdem die beiden Wissenschaftler unabhängig von James Joule (1841) und war wurde.

Im Jahre 1867 machte Maxwell einen Bericht der Royal Society of London "Nach der Theorie der elektrischen Ströme durch mechanische Mittel, ohne die Verwendung von Permanentmagneten gehalten wird." Es war eine rein theoretische Arbeit, die zu der Zeit alle Informationen über Elektrofahrzeuge DC bekannt verschlungen hat. Wahrscheinlich in der Schwierigkeit, die Art der Präsentation des Maxwell Verständnis verhindert Zeitgenossen, diese Arbeit zu schätzen wissen.

Ernsthaft fortgeschritten, die Theorie der elektrischen Maschinen im Jahr 1879 von dem englischen Elektroingenieur John Hopkinson (1849-1898) grafische Darstellung der Abhängigkeiten in elektrischen Maschinen führte die sogenannte Maschinencharakteristik (Leerlauf, fremd, etc ..). Er führte auch das Konzept der magnetischen Streukoeffizienten.

Im Mai 1886 J .. Und machte E. Gopkinsoky ein Bericht in der "Dinamoelsktricheskie Maschine" London Royal Society, die bereits komplett fertig enthalten ist, hat seine Bedeutung für unsere Zeit, die Theorie der elektrischen Maschinen DC nicht verloren.

Die Entdeckungen in der ersten Hälfte des XIX Jahrhunderts auf dem Gebiet der Elektrizität und des Magnetismus., Neben der praktischen Anwendung dieser Phänomene haben Voraussetzungen für wichtige wissenschaftliche Verallgemeinerungen werden, insbesondere die Schaffung der Maxwellschen Theorie des Elektromagnetismus. Das erste Feld von Differentialgleichungen wurden von Maxwell in der 1855-1856 Biennium abgewertet. Im Jahr 1864 gab er eine Definition von elektromagnetischen Feldern und legte die Grundlagen seiner Theorie.

Maxwell Verdienst liegt in der Tatsache, dass seine enorme experimentelle Material zu erlösen, er zusammengestellt und entwickelt, um die fortschrittlichen Ideen von Faraday, ihnen eine kohärente mathematische Form zu geben.

In seinem Buch "A Treatise on Electricity and Magnetism" (1873) legte Maxwell das Fundament er Feldtheorie entwickelt, die die Eckpfeiler der modernen Theorie des Elektromagnetismus ist. Die wichtigsten Ergebnisse ihrer Forschung in Form von Maxwell formuliert, um die berühmte Gleichung, wir seinen Namen bekommen. Maxwell zusammengefasst, das Gesetz der elektromagnetischen Induktion, um es zu einer beliebigen Kontur in jeder Umgebung erstreckt. Er führte das Konzept der elektrischen Verschiebung und Verschiebungsströme, den Grundsatz der aktuellen Schließung.

Eine der wichtigsten Schlussfolgerungen des Maxwell ist die Behauptung, dass die magnetischen und elektrischen Feldern eng miteinander verbunden sind, und Änderungen an einer von ihnen bewirkt, dass die anderen. Studien haben, dass die Geschwindigkeit der Ausbreitung der elektromagnetischen Störungen, fällt mit der Lichtgeschwindigkeit gezeigt. Diese Erkenntnis war die Grundlage der elektromagnetischen Lichttheorie von Maxwell entwickelt und ist einer der herausragendsten theoretischen Verallgemeinerungen der Naturwissenschaft.

Maxwell erlebte nicht den Triumph seiner tiefen wissenschaftlichen Ideen und Verallgemeinerungen zu sehen. Er konnte immer noch nicht in das gesamte Volumen des Wertes alles vorstellen, dass in seinem "Treatise on Electricity and Magnetism" enthalten war, und was es bedeutet. Später erwies sich der deutsche Physiker H. Hertz experimentell die Existenz von elektromagnetischen Wellen, und der russische Physiker PN Lebedev geöffnet leichtem Druck und aus Experimenten es den gleichen Wert bestimmt, wie von der Maxwellschen Theorie berechnet.

Die Bedeutung in der Darstellung der Bewegung der Energieentwicklung waren die Arbeit von prof. Umov, unter denen besondere Aufmerksamkeit seiner Doktorarbeit verdient "Die Bewegungsgleichungen der Energie in den Körper" (1874). Umov Ideen wurden weiterentwickelt, insbesondere in den Schriften des englischen Physiker John. H. Poynting Bezug auf das elektromagnetische Feld (1884).

Veselovsky O. Shneiberg A. I "Essays über die Geschichte der Elektrotechnik"