История электротехники

Коллектив авторов

Смуров Александр Антонович (1884–1937 гг.) — российский ученый, профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники, специалист по технике высокого напряжения. В 1906 г. А.А. Смуров окончил Санкт-Петербургский университет, а в 1911 г. Санкт-Петербургский электротехнический институт. В 1919 г. избирается профессором кафедры электротехники высоких напряжений, с 1922 по 1925 г. является деканом электротехнического факультета, а с 1925 по 1929 г. — ректором института. В 1931 г. был назначен членом Госплана СССР. В 1937 г. за выдающиеся заслуги ему было присвоено звание заслуженного деятеля науки и техники. Под руководством А.А. Смурова были проведены работы, связанные со строительством новых электростанций, линий электропередачи и испытанием диэлектриков. В их числе разработка и внедрение защиты от перенапряжений в сетях Центрэнерго, Донэнерго, Уралэнерго, под его руководством созданы передвижные высоковольтные лаборатории для профилактических испытаний сетей в условиях эксплуатации, проведены исследования высоковольтных кабелей и конструкций, организована первая лаборатория релейной защиты. А.А. Смуровым опубликовано много научных трудов, а его книга «Электротехника высокого напряжения и передача энергии» является классической монографией.

Столетов Александр Григорьевич (1839–1896 гг.) — выдающийся российский

физик. Родился в г. Владимире в купеческой семье. Во время обучения в гимназии ярко проявились его способности в физике и математике, а также в изучении иностранных языков. В 1856 г. он поступил на физико-математический факультет Московского университета и после его успешного окончания был оставлен для подготовки к профессорскому званию. После сдачи магистерских экзаменов командируется в Германию (Берлин, Гейдельберг), где сформировалась известная физическая школа, возглавляемая Г. Гельмгольцем и Г. Кирхгофом. После трехлетней подготовки в физических лабораториях А.Г. Столетов, которого Г. Кирхгоф называл лучшим своим учеником, возвращается в Москву, защищает магистерскую диссертацию и создает при университете физическую лабораторию. В 1872 г. А.Г. Столетов успешно защитил докторскую диссертацию «Исследование физики намагничивания мягкого железа», в которой он впервые доказал, что магнитная восприимчивость железа с ростом напряженности магнитного поля сначала пропорционально возрастает, проходит через максимум, а затем уменьшается (железо как бы «насыщается» магнетизмом). Это открытие сыграло огромную роль в процессе совершенствования конструкции электрических машин, выбора рационального режима намагничивания их магнитных систем. Вскоре А.Г. Столетов был избран профессором физики университета. Мировую известность приобрели исследования А.Г. Столетовым явления внешнего фотоэффекта (1888–1890 гг.). Созданная им установка явилась, по существу, первым фотоэлементом, им был установлен закон (носящий его имя) пропорциональности между фототоком насыщения и световым потоком. Исследуя фотоэффект в условиях вакуума, он создал установку, явившуюся первым вакуумным фотоэлементом. Открытие А.Г. Столетова стало важнейшим шагом на пути создания и широкого применения электронных приборов. А.Г. Столетов по праву считается основоположником московской школы физиков. Признанием его научных заслуг крупнейшими физиками мира было избрание его вице-президентом Международного конгресса электриков.

Тесла Никола (1856–1943 гг.) — выдающийся югославский ученый-электротехник, творец многофазных систем и техники СВЧ, автор более 800 изобретений в области электротехники, радиотехники и автоматики. Родился в хорватском селении Смиляны, принадлежал к древнему сербскому роду. В 1871 г. Н. Тесла поступил в Высшее реальное училище г. Карловец, а после его окончания стал студентом Высшей технической школы в г. Граце. Окончив Высшую техническую школу, он начал работать инженером, а затем стал инженером-электриком правительственной Телеграфной компании в Будапеште. В 1888 г. открывает явление вращающегося магнитного поля и получает патенты на несколько типов двухфазных генераторов, двигателей и трансформаторов. В 1896 г. состоялось торжественное открытие крупнейшей в мире Ниагарской гидроэлектростанции, оборудованной машинами Н. Теслы. В процессе создания многофазных систем Н. Тесла обратил внимание на особенности переменного тока высокой частоты и создал несколько высокочастотных генераторов. Но с увеличением частоты ухудшаются КПД и механическая прочность машин, поэтому Н. Тесла, изучив особенности колебательного характера электрических разрядов и явлений резонанса в электрических цепях, создает в 1891 г. свой знаменитый резонанс-трансформатор (трансформатор Теслы), сыгравший огромную роль в развитии электротехники и радиотехники. Н. Тесла предложил использовать резонанс-трансформатор для возбуждения проводника-излучателя, поднятого высоко над землей (это была первая антенна) и способного передавать энергию высокой частоты без проводов. В 1898 г. Н. Тесла получает патент на изобретение, положившее начало радиотелемеханике. С помощью своей установки он управлял специально оборудованными кораблями, находившимися в океане на расстоянии более 25 морских миль от берега и выполнявшими сложные маневры. Он первым ввел термин «телеавтоматика». Под его руководством была сооружена 47-метровая каркасная башня, где должна была быть установлена мощная радиостанция для передачи различных сигналов и сообщений. Он работал над осуществлением космической радиосвязи и передачи изображений на другие планеты. В 1956 г. Международная электротехническая комиссия увековечила имя Н. Теслы, присвоив единице магнитной индукции название «Тесла».

Толстое Юрий Георгиевич (1913–1996 гг.) — российский ученый в области электроэнергетики и преобразовательной техники. Родился в Санкт-Петербурге. В 1935 г. окончил Новочеркасский индустриальный институт, а в 1940 г. — аспирантуру МЭИ, защитив диссертацию, посвященную передаче электроэнергии на дальние расстояния от асинхронных генераторов. С 1941 г. он старший научный сотрудник Энергетического института им. Г.М. Кржижановского, а с 1948 г. заместитель заведующего лабораторией постоянного тока. С 1952 по 1988 г. Ю.Г. Толстое возглавляет эту лабораторию, переименованную в 1966 г. в лабораторию преобразовательной техники им. К.А. Круга, с 1988 по 1992 г. научный консультант этой лаборатории. Научные исследования Ю.Г. Толстова, посвященные в основном вопросам нелинейной электротехники, широко известны как в нашей стране, так и за рубежом. Он был одним из пионеров разработки и внедрения в преобразовательную технику силовых полупроводниковых приборов, регулируемых реакторами. В 1950 г. защитил докторскую диссертацию по вопросам анализа электромагнитных процессов в преобразовательных установках с нелинейными реакторами, получившим развитие в трудах его учеников и коллег. Ю.Г. Толстое был доктором технических наук, профессором, заслуженным деятелем науки и техники РСФСР, почетным академиком Академии электротехнических наук РФ.

Томсон (Кельвин) Уильям (1824–1907 гг.) — выдающийся английский ученый, удостоенный за свои научные заслуги титула лорда Кельвина. Родился в г. Белфасте в семье преподавателя математики. Одаренный мальчик уже в десятилетнем возрасте поступил в Глазговский университет и еще студентом опубликовал свою первую научную работу по теории теплопроводности, а когда ему исполнилось 22 года, он стал профессором натурфилософии Глазговского университета и возглавлял там кафедру до 1899 г., т.е. в течение 53 лет. Им была создана лаборатория, в которой под его руководством были проведены важные исследования в области электродинамики, был создан ряд оригинальных приборов, в частности высокочувствительный астатический гальванометр. Кафедра и дом У. Томсона первыми в Англии стали освещаться электричеством. У. Томсон был выдающимся педагогом, внедрявшим экспериментальный метод обучения. Он был одним из соавторов известного «Трактата по натуральной философии», сыгравшего

большую роль в развитии физической науки, написал огромное число работ по экспериментальной и теоретической физике. Его труд «О динамической теории теплоты» сыграл огромную роль в разработке закона сохранения энергии. У. Томсон первым заменил термин «движущая сила» на современный термин «энергия». Многие годы У. Томсон занимался исследованием электрических колебаний и, применяя к процессу разряда закон сохранения энергии, вывел в 1853 г. уравнение разрядного процесса.

Угримов Борис Иванович (1872–1942 гг.) — российский ученый в области теоретической и общей электротехники высоких напряжений. Родился в Москве, окончил Московский университет и Московское высшее техническое училище (МВТУ) в 1897 г., где был оставлен для подготовки к профессорскому званию. В 1898 г. был командирован за границу, в Германию для совершенствования знаний в области электротехники. Будучи за границей, изобрел первый «электрокотел», за что на Всемирной Парижской выставке был удостоен медали. С 1900 г. назначается Советом МВТУ преподавателем электротехники и заведующим всеми электротехническими лабораториями. Он был первым лектором, начавшим читать курсы общей электротехники и техники высоких напряжений. В 1910 г. в Карлсруэ защитил докторскую диссертацию и в 1913 г. получил звание профессора. Одновременно работал в промышленности: с 1914 по 1918 г. был директором Кабельного телефонного узла, руководил бюро по электрификации сельского хозяйства Наркомзема, участвовал в разработке электропахотных орудий. В 1920 г. был назначен заместителем председателя Комиссии ГОЭЛРО. В 1930–1932 гг. работал главным инженером Уралэнергодорстроя. Вел активную педагогическую деятельность, преподавал электротехнику в разных вузах Москвы, был начальником кафедры одной из военных академий. Автор известных учебников и учебных пособий: «Основы техники силовых токов», «Техника высоких напряжений», «Электротехника» и «Электрооборудование автомобилей и тракторов».

Уитстон Чарльз (1802–1875 гг.) — английский физик, получивший всемирную известность благодаря исследованиям по электромагнетизму и оптике. В 1843 г. изобрел широко известный четырехплечий мост (носящий его имя) для измерения электрического сопротивления проводников, на основе которого был создан ряд других мостовых измерительных схем и устройств. Значительная часть исследований Ч. Уитстона была посвящена усовершенствованию электромагнитного телеграфа, изобретенного П.Л. Шиллингом. В 1837 г. он совместно с У. Куком получил патент на «показывающий» телеграфный аппарат, пятистрелочный вариант которого почти полвека применялся на английских железных дорогах. Первая действующая линия пятистрелочного телеграфа протяженностью 21 км была установлена в 1839 г. между Лондоном и Уэст Дрейтоном. За научные заслуги Ч. Уитстон был избран членом Лондонского Королевского общества.

Умов Николай Алексеевич (1846–1915 гг.) — выдающийся российский физик. В 1867 г. закончил математический факультет Московского университета. В 1871 г. получил ученую степень магистра физико-математических наук. В 1873 г. опубликовал работу «Уравнения движения энергии в телах», а в 1974 г. защитил в университете докторскую диссертацию. Впервые ввел понятия движения и потока энергии движущихся частиц, плотности энергии и скорости ее движения, а также вектора, определяющего поток энергии, текущей в единицу времени через площадку, нормальную к этому вектору (вектор Умова), установил связь между количеством энергии, отнесенным к единице времени, и изменением количества энергии в среде (теорема Умова). Ряд работ Н.А. Умова относится к земному магнетизму.

Усагин Иван Филиппович (1855–1919 гг.) — российский физик-самоучка, почти 40 лет проработавший в Московском университете на кафедре физики в качестве механика и лекционного ассистента. Родился в крестьянской семье в Московской области. Обучался в церковно-приходской школе. Приехав в Москву, поступил в университетские мастерские, занимался самообразованием, изучая устройство многих физических приборов, и с успехом осуществлял лекционное демонстрирование у таких блестящих ученых как А.Г. Столетов, П.Н. Лебедев, Н.А. Умов. В 1882 г. И.Ф. Усагин продемонстрировал на Всероссийской промышленно-художественной выставке в Москве установку, в которой показал, что предложенный П.Н. Яблочковым способ «дробления энергии» посредством индукционных катушек может быть с успехом использован для питания любого приемника переменного тока: во вторичные обмотки катушек он включал не только электрические свечи, но и электродвигатель, проволочную нагревательную спираль, дуговую лампу с регулятором. В установке И.Ф. Усагина была наглядно продемонстрирована универсальность переменного тока. Он был удостоен почетного диплома, а позднее Московским обществом любителей естествознания, антропологии и этнографии почетной премии. И.Ф. Усагин также успешно занимался исследованием катодных лучей, создал «электрический выпрямитель тока», занимался изучением фосфоресценции газов при электрических разрядах.

Фарадей Майкл (1791–1867 гг.) — выдающийся английский физик. Жизненный путь М. Фарадея — замечательный пример неустанного стремления к знаниям, трудолюбия, неуемной настойчивости в преодолении трудностей и в творческих поисках. Трудно представить, что сын кузнеца, не имевший возможности закончить даже начальную школу, путем самообразования и упорного труда стал величайшим ученым и почетным членом 68 академий и научных обществ, в том числе и почетным членом Петербургской Академии наук. В процессе обучения переплетному делу он увлекся чтением книг и, познакомившись с описанием электрических явлений в «Британской энциклопедии», начал проводить разнообразные эксперименты и даже соорудил электрическую машину. Он начал посещать общеобразовательные лекции по физике и астрономии, научился грамотно писать и излагать свои мысли. Посетив несколько лекций известного ученого X. Дэви по химии, он послал ему свои записи. X. Дэви обнаружил в записях «большое прилежание, внимание и силу памяти» и в начале 1813 г. пригласил М. Фарадея на должность лаборанта в лабораторию Королевского института. Так начался путь М. Фарадея в науку. Через два года выходят его первые статьи по химии, он начинает читать лекции в организованном им Философском обществе. Летом 1820 г. X. Дэви познакомил М. Фарадея с открытием Х.К. Эрстеда. Он начинает повторять его эксперименты и на всю жизнь увлекается изучением электромагнитных явлений. Уже в 1821 г. М. Фарадей построил прибор — прообраз электродвигателя и опубликовал в научном журнале Королевского общества статьи об электромагнетизме. Кроме изучения электромагнитных явлений он продолжил опыты по химии и в 1823 г. впервые получил жидкий хлор. За свои научные заслуги М. Фарадей в 1824 г. избирается в число членов Королевского общества, а в 1827 г. получает профессорскую кафедру в Королевском институте. Всемирную славу принесло М. Фарадею открытие им в 1831 г. явления электромагнитной индукции и создание первого электромагнитного генератора. Им были открыты законы электролиза, исследованы разряды в вакууме и газах, открыты явления диамагнетизма и парамагнетизма. Имя М. Фарадея увековечено присвоением единице емкости названия «Фарада».