Истоки электроэнергетики

---

Садится солнце, на закате дня,
Когда туман и сумерки сгущаются,
Становится тревожно без огня,
Как нашим предкам, страхи навеваются.
Но вот пришёл двадцатый век,
Родился и у нас Электрочеловек,
Который свет зажёг в окошках, во дворах,
На улицах, дорогах, площадях.

Электроэнергетика, включающая в себя производство, передачу и распределение по потребителям электрической энергии, является важнейшей частью электротехники – науки об электромагнитных явлениях и их практическом применении.

Электротехника берет свое начало от атмосферного электричества, выдающуюся роль в изучении которого сыграл ученый с мировым именем, первый русский академик РАН, М.В. Ломоносов (1711–1765 гг.), автор научного труда «Слово о явлениях воздушных, от электрическойсилы происходящих».

Первый в мире источник электрической энергии, созданный человеком, изобрел в 1799 году итальянский ученый А. Вольта (1745–1827 гг.). Это был гальванический элемент, состоящий из слабого раствора серной кислоты в воде, в который опущены цинковая и медная пластины, превращающий химическую энергию в электрическую. При этом медная пластина заряжалась положительно, а цинковая – отрицательно.

Первым, кто показал практическое применение электричества для освещения и сварки металлов, был русский исследователь В.В. Петров. Проводя эксперименты в электрических цепях с источником питания – крупнейшей в то время гальванической батареей, он открыл в 1802 году электрическую дугу – физическую основу электродуговой сварки и электродуговых осветительных приборов. Затем гальванические батареи стали использоваться для питания электрических звонков (1859 г. – С. Петербург, 1884 г. – Тамбов), электрических и осветительных ламп, электротелеграфа и телефона.

Ярким воплощением в практику идей В.В. Петрова явилось изобретение в 1876 году П.Н. Яблочковым (Россия) «электрической свечи». Свеча состояла из двух угольных электродов, изолированных друг от друга каолином. Для более длительного поддержания электрической дуги, дающей яркий свет путем обеспечения равномерного сгорания электродов, он предложил питать дугу переменным током, использовав в цепях питания индукционные катушки – прообраз трансформаторов с разомкнутой цепью. Так было положено начало технике переменного тока.

Отметим, что за четыре года до этого события, в 1872 году, талантливый русский изобретатель А.Н. Лодыгин, используя свойство преобразования электрической энергии в тепловую, разработал конструкцию электрической лампы накаливания, которую он назвал «фонарем для накаливания проводников электрическим током».

С гордостью вспоминаем, что Александр Николаевич Лодыгин наш земляк. Родился он 6 октября 1847 года, свои молодые годы провел в Тамбове, а затем в Воронеже, где в 1865 году окончил Воронежский кадетский корпус. Любопытным историческим фактом является то, что в один год с ним, в 1847 году, родились крупнейшие в мире изобретатели приборов электрического освещения П.Н. Яблочков в России и Т.А. Эдисон в США.

XIX век – Золотой век еще и потому, что в этот период развития цивилизации на Земле произошло «триумфальное шествие» электротехники, ознаменовавшееся величайшими научными открытиями и изобретениями.

Английский ученый М. Фарадей (1791–1867 гг.) открыл в 1831 году явление и закон электромагнитной индукции, который лег в основу устройства электрических генераторов и двигателей, трансформаторов, коммутационной электроаппаратуры электрических цепей, составляющих основу современной электроэнергетики.

Русский ученый Э.Х. Ленц (1804–1865 гг.) в 1832 году открыл закон о направлении индуцированного магнитным полем электрического тока в проводнике, сформулировал принцип обратимости генераторного и двигательного режимов электрических машин.

Академик Петербургской академии Б.С. Якоби (1801-1877 гг.) создал в 1834 году двигатель постоянного тока с вращающимся якорем, запитав его от гальванических элементов.

Русский электротехник В.Н. Чиколев (1845- 1898 гг.) в 1879 году создал электропривод регулятора дуговых ламп, в 1882 году – электропривод швейной машины, в 1886 году – электропривод вентилятора.

Русский электротехник М.О. Доливо-Добровольский (1862-1919 гг.) положил начало технике трехфазного тока. В 1888 году он изобрел и создал трехфазный асинхронный двигатель, а в 1889 – трехфазный трансформатор.

В 1873 году английский ученый Д.К. Максвелл (1831-1879 гг.) в классическом труде «Трактат об электричестве и магнетизме» изложил в математической форме основы теории электромагнитного поля – формы передачи электрической энергии на расстоянии. Практическую реализацию эта теория получила в радиотехнике и электроэнергетике.

Русский физик Э.Х. Ленц и английский ученый Р. Джоуль независимо друг от друга открыли закон взаимопревращения электричества и теплоты, который и назван законом Джоуля-Ленца. Этот закон лег в основу расчета и конструирования всех видов электронагревательных приборов и оборудования электроэнергетических систем.

Эти и многие другие открытия и изобретения обнаружили замечательные свойства нового вида энергии – электричества:

• возможность получения из различных источников (солнечной, химической, ветровой, гидравлической, тепловой, механической);
• способность к превращению в другие виды энергии – световую, тепловую, механическую;
• высокий КПД при производстве, передаче и потреблении;
• сравнительно малый расход на ее транспортирование от источника к потребителю, это особенно актуально для России, имеющей огромную территорию;
• способность к практически неограниченной делимости в пот- реблении и концентрации при ее производстве.

Последние десятилетия XIX века характерны быстрыми темпами развития промышленного производства в мире и России. Техника паровой машины, внедрявшаяся повсеместно в течение 100 лет, становится тормозом совершенствования промышленного и сельскохозяйственного производства, инфраструктуры городов. Накопленный человечеством опыт изучения свойств и применения на практике электричества – нового универсального вида энергии, создал реальные предпосылки его быстрого распространения в необъятных сферах производства и среде обитания человека.

В России для изучения и внедрения электричества в январе 1880 года в составе действующего Технического общества был создан электротехнический отдел, а в марте в Петербурге была организована Первая Всероссийская электротехническая выставка. В этом же году в России стал выходить всемирно известный журнал «Электричество».

Уже в 1883 году в журнале «Электричество» был опубликован первый «Проект правил для безопасности общественного и частного пользования электричеством», составленный электротехническим отделом технического общества России.