Entwicklung der Theorie von elektrischen Schaltungen von dem Ende des neunzehnten Jahrhunderts

Bis zu 80-er Jahren des neunzehnten Jahrhunderts gab es eine allmähliche Ansammlung von Informationen über die Funktionen der physikalischen Prozesse in Wechselstromkreisen, die hauptsächlich enthalten sind mögliche Unterschiede in der Spannung und Stromphasen, Aufregung und die gegenseitige Selbstinduktions EMF und aktuelle Existenz des Kondensators.

Quantitative Beziehungen erkennen manchmal nur die Qualität der Argumente, wie für alle Faradays Forschungen typisch war. Und später Studien waren mehr qualitativer Art.

Beispielsweise BS Jacobi, um die Bildung des EMK-Generator Analyse argumentiert, dass es an die Winkelgeschwindigkeit der Drehung des Ankers, der Anzahl von Wicklungswindungen und der Intensität des Magnetfeldes proportional ist. Die Helmholtz arbeitet Maxwell, William Thomson (Lord Kelvin), F. Neumann und andere Physiker gibt es strenge mathematische Beziehung zwischen den Momentanwerten der Ströme und Spannungen sind die Grundgleichungen in Differentialform Ketten.

In den Versuchen der 80er Jahre die Wirkung von Gleich- und Wechselströme, das Konzept eines idealen sinusförmigen Strom zu vergleichen eingeführt. Es wurde zum Beispiel gefunden, relativ leicht zu berechnen, dass die Leistung im Widerstand erzeugten sinusförmigen Strom und vergleichen Sie es mit der Fähigkeit, auf den gleichen DC-Widerstand zugeordnet. Im Jahr 1888 hat W. Thomson die Möglichkeit der Verwendung von Fourier-Harmonischen-Analyse für jede Charge (nicht-sinusförmigen) Strom (Fourier seiner berühmten Methode im Jahr 1822 vorgeschlagen, die Theorie der Wärmeentwicklung) gezeigt.

In Anbetracht der nicht-sinusförmigen Ströme wurde die harmonische Analyse herausgefunden, die meisten der schädlichen Rolle höheren Harmonischen und dem Ausgang der Notwendigkeit, spezielle technische Maßnahmen zu ergreifen, um EMF Form möglicherweise in der Nähe einer Sinusgeneratoren gemacht wurde. In 90-er Jahren nahm "Streit um die Sinuskurve" auf den Seiten von elektrischen Protokollen.

Im Jahr 1887 Gisbert Kapp (1852-1922 gg.), Später Professor an der University of Birmingham, führte die genaue Formel Transformator emf, jetzt bekannt zu jedem Elektriker.

Ein großer Beitrag zur Entwicklung der aktuellen Theorie abwechseln, führte den italienischen Physiker G. Ferraris, der in seinem Buch "Auf der Phasendifferenz in den Strömen der Verzögerung vsledstvii Induktion und der Verluste in den Transformator Torus" (1886) die erste Phasendifferenz zwischen den Strömen in den Primär- und Sekundärwicklungen hält Transformator und stellt Verfahren für die Hystereseverluste und Wirbelstromberechnungs. " Später, im Jahre 1893, er erforscht und Prozesse in Einphasenmotoren, die Methode der rotierenden Vektoren.

Ferraris grundlegende Arbeit "Wissenschaftliche elektrischen Basis Titel" wurde 1898 veröffentlicht. Es war die erste Führung auf Theoretische Elektrotechnik, erschien in der russischen Übersetzung 1904

Im Jahr 1889 schlug Professor Thomas von Greenwich Naval College Blakeslee einen Sinuswert in Form eines Vektors darzustellen. Die Methode der Vektordiagramme eröffnet große Chancen für die visuelle Darstellung der Prozesse, um harmonische Strom. Insbesondere hat dieses Verfahren es möglich, das Ohmsche Gesetz in der Schaltung enthalten, Widerstände, Induktivitäten und Kapazitäten, und unter dem Einfluss von harmonischen Spannungen auszudehnen.

Eine wichtige Rolle in der Entwicklung der modernen Ideen im Bereich der AC Theorie spielte eine Studie MO Dolivo-Dobrowolski. In seinem Bericht an den Internationalen Kongress der Elektriker in Fraikfurte-zu-Mann (1891) Tal-Dobrovolcky zeigten, dass der magnetische Fluss in der Magnetspule in einem AC-Schaltung enthalten, vollständig mit der Spannung bestimmt wird (wenn Sie die Frequenz und die Anzahl der Umdrehungen angegeben zählen) und es hängt von den magnetischen Widerstand. Mit der Änderung des magnetischen Widerstands ändert nur den Magnetisierungsstrom.

Diese Bestimmung, die Dolnvo-Dobrovolsky die erste große Position AC Theorie nennt, ist in der Tat die Quelle aller Berechnungen von elektromagnetischen Geräten. Er stellte ferner fest, dass, wenn der magnetische Fluss ändert sich sinusförmig, die EMF (bzw. Spannung) variiert auch als Sinus, die EMK und Magnetfluss in der Phase unterschiedlich sind. Sie wurden von den Wirk- und Blindstromkomponenten des Konzepts vorgestellt, die er jeweils Watt genannt (Arbeiter) und leistungslos (erregenden) Ströme. Das Verfahren gemäß einem Strom, der in zwei Komponenten erweitert wurde für praktische Berechnungen und Analyse von Prozessen in elektrischen Maschinen und Apparaten Dolivo-Dobrowolski empfohlen.

Dolivo-Dobrovolsky empfohlen, da die Grundform einer Sinusstromwellenform anzunehmen. Im Hinblick auf den aktuellen Kurs, sprach er sich für 30 bis 40 Hz. Später, als Ergebnis der kritische Auswahl der empfangenen Anwendungen, nur zwei Stromindustriefrequenz von 60 Hz in den Vereinigten Staaten und 50 Hz in anderen Ländern. Diese Frequenzen waren optimal, zur Erhöhung der Frequenz führt zu einer übermßigen Erhöhung der elektrischen Maschinen Drehzahl (mit derselben Anzahl von Polen), und die Verringerung der Frequenz nachteilig auf die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung beeinflusst.

Etwas später, im Jahre 1892, hat Dolivo-Dobrowolski auf der Grundlage der Bestimmungen entwickelt, um die grundlegende Theorie und Gestaltung Transformatoren dargelegt, zu leugnen, die Verbreitung fehlerhafte Behauptung, dass die Transformatoren sind grundsätzlich nicht kosteneffiziente Geräte sein kann. In den 90er Jahren die Werke von einigen Wissenschaftlern (S. Evershed, Ben-Eschenburg, G. Cappa et al.), Die wichtigsten Fragen der Theorie der Transformatoren untersucht wurden.

Basierend auf dem Verfahren von Vektordiagramme der Möglichkeit, das Verhalten einer Schaltung, wenn einer der Parameter zu untersuchen. Es wurde bekannt, Linie und Tortendiagramme, das heißt, Loci-Methode. Besonders produktiv war er für elektrische Maschinen Theorie (A. Heulandit). Im Jahr 1902 veröffentlichte J. Lacour ein Buch, das den Bau eines Kreisdiagramms nach den Versuchen von Leerlauf- und Kurzschluss beschreibt.

Die logische Schlussfolgerung der allgemeinen Theorie Stromkreise abwechselnd war äußerst produktiv Idee, das Vektordiagramm in der komplexen Ebene zu setzen. Dies erlaubt trigonometrische Operationen auf Vektor-Bilder Sinusfunktionen der Zeit, die algebraische Operationen mit komplexen Zahlen zu ersetzen. Es wurde festgestellt, darüber hinaus, dass die Integral-Differential-Gleichungen für die momentanen Werte in topologische stationäre Prozesse durch algebraische Gleichungen für die komplexe Bilder ersetzt werden.

Obwohl die Idee, komplexe Zahlen für Netzwerkanalyse mit harmonischen Einflüsse buchstäblich in der Luft verwendet wurde, gehört das unzweifelhafte Verdienst in der breiten Einführung der Methode der komplexen Amplituden ( "symbolischen Verfahren") mit dem bekannten amerikanischen elektrischen Charlsu Proteus Steinmetz (1865-1923 gg.). Im Jahr 1901 machte Steinmetz einen grundlegenden Kurs namens "Theorie der Elektrotechnik."

Im Jahr 1899 in London wurde veröffentlicht und andere symbolische Methode, die zu ersetzen, wird vorgeschlagen, jede analytische Ausdruck sein Bild des Betreibers auswirken. Der englische Physiker Oliver Heaviside (1850-1925 gg.), Getragen von Maxwell Abhandlung, als einsamer Eremit in seinem Büro zu Hause eingesperrt, entschied man sich, nachdem die anderen Probleme in der Theorie der elektrischen Schaltungen und elektromagnetischen Feldern. Als er das mathematische Wissen fehlte ihm entwickelte sich schnell die notwendigen mathematischen Apparat. So die Herausforderungen des Transformationsprozesses zu erfüllen, kam er mit der operativen Kalkül up basierend auf der Laplace-Transformation.

Bis zum Ende des letzten Jahrhunderts eine natürliche Schlussfolgerung in ihren wesentlichen Teilen der Theorie der elektrischen Schaltungen gefunden, wurde die tatsächliche harmonische Funktion der Zeit ersten Vektors auf der Ebene präsentiert, dann dem komplexen Charakter und schließlich jederzeit Funktion - das Bild des Bedieners. Die genannten Effekte sind auf die komplexe und Stellvertretung Schema zugeordnet, das heißt Wir waren das Konzept der integrierten und Betreiber Widerstände in den Verkehr gebracht.

Mit der Erweiterung der praktischen Anwendungen der elektrischen Energie begann mit der Ausbildung von wissenschaftlichen und technischen Personal Elektriker. In einigen technischen Schulen haben spezielle Kurse entwickelt. Zum Beispiel in Russland im Jahre 1840 wurde von der Offiziersklasse für das Studium der Elektrizität und des Magnetismus in Verbindung mit den Bedürfnissen der Mine Elektrotechnik organisiert. Im Jahr 1856 begann die Haupt Engineering School der Kriegsabteilung Ingenieure in der Elektrotechnik vorzubereiten. Im Jahr 1884, an der St. Petersburg Institute of Technology kam eletrotekhnicheskikh Spezialität, und im Jahre 1891 wurde die St. Petersburg eletrotekhnicheskikh Institut auf der Grundlage der Telegraph Schule eröffnet.

Auf dem St. Petersburg Polytechnic Institute, eröffnet im Jahr 1902, die Zukunft Akademiemitglied Wladimir Fjodorowitsch Mitkevich (1872-1951 gg.) Im Jahr 1904 begann, einen Kurs zu lehren "Die Theorie der elektrischen und magnetischen Erscheinungen" und an der Moskauer Technischen Hochschule seit 1905 begann zu lesen Kurse "Theorie der aktuellen Variablen" und "Elektrische Messungen" Zukunft korr. Russischen Akademie der Wissenschaften und Professor an der Moskauer Energieinstitut Adol'fovich Karl Krug (1873-1952). Mit Namen VF Mitkevich und KA Kreis zugehörigen Basispetersburg und Moskau elektro Schulen.

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