Досягнення в техніці у XIX-на початку XX ст. - рефераты, скачать рефераты, бесплатно рефераты

Рефераты. Досягнення в техніці у XIX-на початку XX ст.

ринцип регенерації тепла і опалювання печі газом використаний і своїй роботі французький металург Пьер Мартен (1824-1915). У 1.8(54 р. у Франції була вперше пущена в експлуатацію побудована Мартеном регенеративна полум'яна пекти. Суть мартенівського процесу полягає в тому, що сталь проводиться на череню регенеративних пламенних, що співається шляхом переробки в них чавуну і сталевої ломи (скрапу). У мартенівській печі відбувається не просто плавка завантажених матеріалів: до самого кінця процесу йде в печі хімічна взаємодія між металом, шлаком і газом.

У цей період своє подальший розвиток отримує прокат чорних металів, особливо прокат рейок, а також прокат різних профілів металу для різноманітних потреб будівництва. Прокат металу здійснювався за допомогою особливих верстатів - прокатних станів.

У 30-40-х роках ХТХ ст. в зв'язку " масовим залізничним будівництвом в Европе вперше починається прокат залізничних рейок. у 1854 р. на заводах Круппа. Потім в Германії, в Сааре, в 1856-1857 рр. був встановлений прокатний стан для плющення крупних балок. У 1857 р. в США був вперше сконструйований могутній тривалковий прокатний стан спеціально для плющення рейок.

3.2. Машини на електричній енергії
Окрім широкого використання електрики в техніці зв'язку в цей період робляться спроби застосувати електрику для цілей освітлення, створити електричні генератори і електричні двигуни. Придатність електрики для освітлення була доведена ще в 1802 р. російським вченим Петровим. Тільки у 40-х роках XIX ст. з'явилися багаточисельні конструкції електричних ламп з| тілами розжарювання з платини, іридію, вугілля, графіту і тому подібне

У цей період ведуться роботи і по використанню для освітлення електричної дуги. Трудність вирішення цієї проблеми полягала в необхідності регулювання відстані між кінцями електродів, що горіли. У 1840 р. француз Лршо створив дугову лампу з автоматичним регулятором. У Росії над цією проблемою працював винахідник А.І. Шпаковський, дугова лампа якого в кінці XIX ст. якийсь час з успіхом використовувалася для освітлення п Москві. Перші спроби застосування електроенергії для освітлення належать ще до початку XIX ст. Петров, що спостерігав в 1802 р. явище електричної дуги, вперше вказав на можливість її широкого використання для освітлення. Створення джерела світла, що діє за принципом розжарювання провідника струмом, тобто лампи розжарювання, з'явилося першим кроком по шляху практичного застосування електрики для потреб освітлення. Найраніша за часом лампа розжарювання була створена французьким ученим Деларю в 1820 р. Вона була циліндровою трубкою з двома кінцевими затисками для підведення струму, в ній розжарювалася платинова спіраль.

Видатний американський технік-винахідник Т. Едісон (1847-| 1931), ознайомившись з пристроєм ламп Лодигина, також зайнявся їх вдосконаленням. Після декількох років напруженої роботи в 1879 р. Едісону вдалося отримати достатньо добру конструкцію лампи розжарювання вакуумного типу з вугільною питтю. Для свого часу лампа Едісона була достатньо економічним електричним джерелом світла, дія якого могла тривати безперервно протягом декількох сотів годинника.

Електростатичний генератор був винайдений Л. Отто фон Геріке ещо в 1650 р. Цей генератор складався з кулі, що оберталася, зробленої з сірки. При терті тара рукою збуджувалися електричні заряди. Генератор Геріке давав струм украй слабкої сили, хоча на нім і можна було отримати заряд високої напруги. Велике значення для удосконалення генераторів мали гальванічні елементи, винайдені в 1800 р. італійським ученим Вольта. Гальванічні елементи з'явилися новим джерелом електричного струму. Користуючись ними, ряд учених (російське Ст. Ст. Петров, англієць Р. Деві) зробили важливі відкриття в області електротехніки. Впродовж тривалого часу електрохімічний генератор грав вирішальну роль в якість джерела струму в техніці електричного зв'язку.

Вирішальне значення для створення електромагнітного генератора мало відкриття англійським вченим Фарадеєм в 1831 р.

З кінця 30-х років XIX ст. у всіх країнах Европи, а також в США почалися роботи по конструюванню електромагнітних генераторів електричного струму. Зусилля винахідників були спрямовані головним чином на удосконалення індуктора, що створює магнітне поле, і якоря, який, переміщаючись в магнітному полі, сприяв виникненню електричного струму.

Вирішальним в створенні генераторів великої потужності був винахід машини з самозбудженням, в якій живлення здійснювалося за рахунок струмів, що утворюються в самій машині. Перші генератори з самозбудженням були створені данським винахідником Хиортом (1854 р), англійськими винахідниками Барлєєм (1860 р) і Уїтстоном (1866 р), а також німецьким інженером Сименсом (1876 р).

Паралельно із створенням генератора йшла робота над удосконаленням конструкції електродвигуна. Оригінальну конструкцію електродвигуна створив Б.С. Якобі в 1834 р. (мал.89). Важливим етапом у вдосконаленні електродвигуна був винахід в 1860 р. італійським ученим Починоті двигуна з кільцевим якорем, що обертався. Таким чином, в період з кінця XVIII ст.д.о 70-х років XIX ст. були зроблені найважливіші винаходи і відкриття, які, не отримавши широкого практичного застосування у момент своєї появи, стали основою, на якій грунтувався технічний прогрес подальшої епохи.

Винахід електричної зварки металів

Розвиток електротехніки викликав до життя новий спосіб обробки металів - електричну зварку, вперше застосовану в 1867 р. американським електротехніком Томсоном.

Томсоп пропускав електричний струм великої сили, але незначного напруження, через два шматки металу, призначеного для зварки і розташованого так, щоб вони стикалися в місці зварки. Опір проходженню струму в місці стику шматків металу викликало виділення тепла, достатнього для зварки металевих частин. Проте цей спосіб зварки металів, названий пізніше контактним, не набув в цей час широкого поширення.

Російські винахідники електричної зварки Н.Н. Бепардос (1842-| 1905) і Н.Г. Славянов (1854-1897) пішли по| іншому шляху.

Для електрозварювання вони застосували електричну дугу, тобто використали явище, при якому між тими, що зближують вугільним і металевим електродами виникає яскраве полум'я величезної температури, яке і розплавляє метал.

Найчудовішим винаходом Н.Н. Бенардоса був спосіб електрозварювання, запропонований їм в 1882 р. і названий "електрогефест". Бенардос з'єднав один полюс сильної електричної батареї з вугільним електродом, а інший - із зварюваним металом. Як тільки він підносив електрод до металу, спалахувала яскрава дуга, що розплавляла краї зварюваних швів. У місці з'єднання утворювався шов, що являє собою смужку сплавленого металу.

Характерної особливістю техніки даного періоду було підвищення ролі електрики. У енергетиці були зроблені найбільші винаходи, що забезпечили колосальний технічний прогрес XX в Новий вигляд енергії і новий тип універсального теплового двигуна - парова турбіна - ось|от| найголовніші досягнення енергетики, що вплинуло, революціонізувало, на всю техніку цієї епохи.

Винахід раціонального генератора допоміг вирішити проблему електричного освітлення (лампи Лодигина, Яблочкова, Едісона, Кржіжіка і ін).

(В ході робіт над удосконаленням електричного освітлення було зроблено багато важливих відкриттів і винаходи. Була розроблена схема дроблення "електричного світла", винайдений трансформатор, був вперше застосований змінний струм і так далі Ці нововведення сприяли практичному дозволу питання про централізоване виробництво електроенергії і передачі її до віддалених місць.|

Проблема передачі електроенергії на далекі відстані розроблялась в основному в 80-х роках XIX ст. |ст|

В кінці XIX ст. проблема передачі електроенергії на великі відстані була в основному вирішена. Технічним засобом, що дозволив, її, з'явилося застосування змінного струму, спочатку однофазного, потім двофазного і, нарешті, трифазного, передача якого виявилася найбільш вигідною і зручною. Система трифазного струму була запропонована російським інженером М.О. Доліво-Добровольським.

У 90-х роках XIX ст. розвернулося широке будівництво електростанцій і ліній дальніх електропередач. Розвиток електростанцій зажадав створення могутнішого і раціональнішого теплового двигуна, здібного їх обслуговувати. Парова машина була непридатна для цих цілей. І п результаті досліджень теплотехнік в країнах Європи і США з'явився якісно новий тип теплового двигуна - парова турбіна.

З 70-х років XIX п. вельми швидко розвивається техніка електричного освітлення. Після винаходу електромагнітного телеграфу створення електричного освітлення було другим кроком по шляху практичного застосування електрики.

Розвиток генераторів і електродвигунів

Одночасно з електричним освітленням була вирішена проблема застосування електроенергії в силовому апараті промисловості. У 1809 р.3. Грам (1826-1901), бельгієць за походженням, що працював у Франції, отримав патент па генератор нового типу, в якому винахідник успішно застосував принцип самозбудження разом з вельми вдалим конструктивним рішенням кільцевого якоря.

Генератор Грама в принципі був машиною постійного струму сучасного типу.

Потім були подальші конструктивні поліпшення електромагнітного генератора Едісоном (1880 р), Максимом (1890 р) і ін. Із створенням електромагнітного генератора була вирішена проблема генерування, або виробництва електричної енергії. Це було найбільшим досягненням електротехніки.

З 70-х років починається новий етап в розвитку електродвигунів. До цього часу було добре вивчено і почала практично використовуватися властивість оборотності електричних машин. Було встановлено, що усяка динамо-машина може працювати в якості генератора і двигуна, може перетворювати механічну енергію на електричну і навпаки - перетворювати електричну енергію в механічну. Оборотність електричної машини першим довів французький електротехнік Фонтень в 1875 р.

Протягом 70-80-х років електрична машина постійного струму набула усіх основних рис сучасної машини.

Дозвіл проблеми передачі електроенергії на відстань

Електричні генератори виробляють електрику не тільки для перетворення його на світлову або теплову енергію, але головним чином для перетворення його на енергію механічну.

Застосування електродвигунів дозволяло концентрувати виробництво електричної енергії па крупних електростанціях, що вело

до значного здешевлення електроенергії В епоху концентрації промислового виробництва ця можливість електричної енергії була дуже швидко використана. що електрична промисловість - найтиповіша для новітніх успіхів техніки, для капіталізму кінця XIX і почала XX века"1.

З кінця 80-х років починають створюватися перші розподіл електростанції. Т.е. технічні споруди, призначені для виробництва електричної енергії. Електричні станції з'єднуються з обслуговуваними ними споживачами системою проводів, по яких відбувається р і передача електричній енергії. Перша електростанція була створена в США Едісоном. Щоб забезпечити масове використання електричного освітлення, Едісон реалізував в 1882 р. думку про створення централізованої електричної станції, висловлену ще в 1879 р. Яблочковим.

Спроби здійснити передачу електричній енергії мали місце в Европі вже на початку 70-х років XIX ст. У 1873 р. французький електротехнік І. Фонтень на Міжнародній виставці у Віно демонстрував передачу електроенергії па відстань 1 км. До кінця 70-х років дослідні установки по передачі електроенергії на відстань були створені також в Англії і в Америці.

Перша електропередача, розрахована на нормальну експлуатацію, була здійснена для електричного освітлення в 1876 р.11. Н - Яблочковим. Проте подальший розвиток передачі електричній енергії на великі відстані затримувався зважаючи на відсутність теоретичного аналізу явищ, що відбуваються при цьому.

Впровадження передачі електроенергії на відстань довгий час гальмувалося самою природою постійного струму. Найважливішим етапом розвитку техніки передачі електроенергії був перехід від постійного струму до перемінному. Проте відомі п той час електродвигуни перемінного струму відрізнялися істотними недоліками, які часто робили їх непридатними для експлуатації Перед винахідниками встало завдання знайти можливість використовувати змінний струм і трансформатори перемінного струму для передачі електроенергії на дальні відстані і живлення електродвигунів.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7