Когда был создан первый электродвигатель. Кто стоял у истоков его изобретения. Как развивалась технология электродвигателей на протяжении 19-20 веков. Какое значение имело это изобретение для развития промышленности и техники.
Первые эксперименты с электромагнетизмом в начале 19 века
История изобретения электродвигателя начинается в первой половине 19 века, когда учёные только начали изучать явления электричества и магнетизма. Ключевую роль в этом сыграли следующие открытия:
- В 1820 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед обнаружил, что электрический ток создает магнитное поле вокруг проводника.
- Французский ученый Андре-Мари Ампер развил теорию электромагнетизма, объяснив взаимодействие токов и магнитов.
- Английский исследователь Майкл Фарадей начал эксперименты по преобразованию электрической энергии в механическое движение.
Эти фундаментальные открытия заложили научную базу для создания первых действующих электродвигателей.
Создание первого электродвигателя Майклом Фарадеем в 1821 году
Кто изобрел первый электродвигатель? Это достижение принадлежит английскому физику и химику Майклу Фарадею. В сентябре 1821 года он провел серию экспериментов, в ходе которых наблюдал вращение проволоки вокруг магнита под действием электрического тока.
3 сентября 1821 года Фарадей записал в своем дневнике: «Очень удовлетворительно, но сделать более толковый аппарат». На следующий день он собрал более совершенную установку:
- В стеклянный сосуд с ртутью был помещен вертикальный магнит
- В ртуть опускалась подвижная проволока, подключенная к источнику тока
- При пропускании тока проволока начинала вращаться вокруг магнита
Это устройство стало первым в мире электродвигателем, преобразующим электрическую энергию в механическое движение. Хотя оно не имело практического применения, эксперимент Фарадея доказал саму возможность такого преобразования энергии.
Развитие технологии электродвигателей в 19 веке
После открытия Фарадея началось активное совершенствование конструкции электродвигателей:
- В 1832 году венгерский инженер Аньош Йедлик создал первый электродвигатель с тремя основными компонентами современных двигателей: статором, ротором и коммутатором.
- В 1834 году русский физик Борис Якоби разработал более мощный электродвигатель и использовал его для привода лодки.
- В 1837 году американец Томас Девенпорт получил первый патент на электродвигатель и применил его для привода печатного станка.
- В 1886 году Фрэнк Спрейг создал первый практичный двигатель постоянного тока, пригодный для промышленного использования.
Эти изобретения заложили основу для широкого внедрения электродвигателей в промышленности в конце 19 века.
Изобретение асинхронного двигателя переменного тока
Важнейшим этапом в истории электродвигателей стало создание асинхронного двигателя переменного тока. Как это происходило?
- В 1887 году Никола Тесла изобрел и запатентовал первый асинхронный двигатель переменного тока
- В 1889 году русский инженер Михаил Доливо-Добровольский разработал трехфазный асинхронный двигатель
- В 1891 году началось промышленное производство трехфазных асинхронных двигателей компанией AEG
Асинхронные двигатели оказались проще и надежнее двигателей постоянного тока. Они быстро завоевали популярность и стали основным типом электродвигателей в промышленности.
Электродвигатели в 20 веке: массовое внедрение в промышленность и транспорт
В первой половине 20 века электродвигатели получили широчайшее распространение:
- Началась электрификация промышленных предприятий, где электродвигатели заменили паровые машины
- Электродвигатели стали применяться на железнодорожном и городском электротранспорте
- Появились первые бытовые электроприборы с двигателями (пылесосы, стиральные машины и др.)
- Разрабатывались новые типы двигателей: шаговые, линейные, вентильные и др.
К середине века электродвигатели превратились в основной тип привода в промышленности, на транспорте и в быту. Их мощность и эффективность постоянно росли.
Современные электродвигатели: технологии 21 века
Какие инновации появились в сфере электродвигателей в 21 веке? Основные направления развития:
- Создание высокоэффективных энергосберегающих двигателей
- Разработка компактных двигателей с высокой удельной мощностью
- Применение новых магнитных материалов (неодимовые магниты)
- Интеграция двигателей с электронными системами управления
- Развитие технологий для электромобилей
Современные электродвигатели становятся все более эффективными, компактными и интеллектуальными. Они находят применение в самых разных сферах — от микроэлектроники до космических аппаратов.
Значение изобретения электродвигателя для развития цивилизации
Какую роль сыграло изобретение электродвигателя в истории техники и общества? Его значение трудно переоценить:
- Электродвигатели стали основой второй промышленной революции конца 19 — начала 20 веков
- Они позволили механизировать производственные процессы и повысить производительность труда
- Электрификация на базе двигателей преобразила транспорт, промышленность и быт
- Развитие электродвигателей стимулировало прогресс в электротехнике и энергетике
- В 21 веке электродвигатели остаются ключевым элементом современной техносферы
Изобретение электродвигателя можно по праву считать одним из важнейших технологических прорывов в истории человечества, изменивших облик нашей цивилизации.
кто стоял у истоков электромобилей?
Позвонить
+7 (900) 029-50-10 ДЮТТ
+7 (904) 808-60-10 Кванториум Челябинск
+7 (3519) 33-07-37 Кванториум Магнитогорск
+7 (351) 369-08-13 Кванториум Златоуст
+7 (35163) 2-45-85 Кванториум Троицк
+7 (35134) 4-22-81 IT-Куб Южноуральск
+7 951 806 3486 IT-Куб Сатка
+7 (3519) 33-08-08 IT-Куб Магнитогорск
+7 912-307-80-30 IT-Куб Кыштым
+7 (35146) 92 716 IT-Куб Снежинск
+7 9000 670 186 IT-Куб Миасс
+7 (351) 218-11-16 IT-Куб Челябинск
Часто задаваемые вопросы
- Родителям и детям
- Авто
- Образование
- Техническое творчество
26.09.2020
Один из первых совершенных электродвигателей, работавших от батареи постоянного тока, создал в 1834 году русский электротехник Якоби.
Этот двигатель имел две группы П-образных электромагнитов, из которых одна группа располагалась на неподвижной раме. Их полюсные наконечники были устроены асимметрично — удлинены в одну сторону. Вал двигателя представлял собой два параллельных латунных диска, соединенных четырьмя электромагнитами, поставленными на равном расстоянии один от другого.
При вращении вала подвижные электромагниты проходили против полюсов неподвижных. У последних полярности шли попеременно: то положительная, то отрицательная. К электромагнитам вращающегося диска отходили проводники, укрепленные на валу машины.
На вал двигателя был насажен коммутатор, который менял направление тока в движущихся электромагнитах в течение каждой четверти оборота вала. Обмотки всех электромагнитов неподвижной рамы были соединены последовательно и обтекались током батареи в одном направлении.
Обмотки электромагнитов вращающегося диска были также соединены последовательно, но направление тока в них изменялось восемь раз за один оборот вала.
Двигатель Якоби для своего времени был самым совершенным электротехническим устройством. В том же 1834 году подробное сообщение о принципах его работы было представлено Парижской Академии наук.
В наши дни такие электродвигатели мало где встретишь! Разве что в кружках автомоделирования, где наряду с устройством и принципами работы электромобилей ребята изучают также историю электродвигателей.
Автор: Шапенков Александр Дмитриевич
Будущих наставников обучили в челябинском технопарке
Самый большой шагающий робот в мире!
Антиспам поле. Его необходимо скрыть через css
Ваше имя
Электронная почта
Оценка
Пожалуйста, оцените по 5 бальной шкале
Ваше сообщение
Вам понравилось? Расскажите о своем опыте своим друзьям в социальных сетях.
Пусть им понравится тоже!
История появления электродвигателя — Двигатели автомобилей
Сайт о двигателях, ДВС, моторах и коробках передач, КПП > История появления электродвигателя
|
Но несмотря на это изобретение, электродвигатели не могли найти массового применения, до того момента, пока не был создан электрический генератор, поскольку осуществлять их питание от батареи было крайне неудобно. Первый двигатель переменного тока был сконструирован и создан Чарльзом Уитстоном в 1841 году. Началом применения переменного тока для электродвигателей принято считать 1889 год, когда инженер Доливо- Добровольский сконструировал первый трехфазный асинхронный двигатель. Первая линия трехфазного переменного тока была создана в 1891 году. Результаты использования этой линии доказали физическую возможность применения трехфазного тока, для передачи больших объемов электроэнергии с высокими показателями КПД. К началу 20-го века появились прототипы основных электромашин.
Для сравнения в 1900 году пиковая мощность генератора составляла 5кВт, а в 1920 году эта величина составляла 60 тысяч кВт. Создание водного охлаждения позволило создать турбогенераторы мощностью около 550 тысяч кВт.
Следовательно, двигатель с большим диаметром имеет увеличенный высокий момент и уменьшенные обороты.Когда был изобретен электрический двигатель? Краткая история электродвигателей
За прошедшие годы электродвигатели претерпели значительные изменения и продолжают играть ключевую (и растущую) роль в современном обществе.
Являясь ведущим производителем и поставщиком электродвигателей на протяжении более 70 лет, компания Parvalux очарована ростом популярности электродвигателей.
1740-е годы – Начало изобретений
Первые воплощения электродвигателя впервые появились в 1740-х годах благодаря работе шотландского монаха-бенедиктинца и ученого Эндрю Гордона. Другие ученые, такие как Майкл Фарадей и Джозеф Генри, продолжали разрабатывать ранние электродвигатели, экспериментируя с электромагнитными полями и открывая способы преобразования электрической энергии в механическую.
1834 – Изготовлен первый электродвигатель
История вошла в историю, когда Томас Дэвенпорт из Вермонта в 1834 г. изобрел первый официальный электродвигатель с батарейным питанием. изобретение было использовано для питания мелкосерийного печатного станка.
1886 – Изобретение двигателя постоянного тока
Уильям Стерджен изобрел первый двигатель постоянного тока, который мог обеспечить достаточную мощность для привода машин, но только в 1886 году появился первый практический двигатель постоянного тока, который мог работать с постоянной скоростью при переменной вес, было произведено.
Фрэнк Джулиан Спраг был его изобретателем, и именно этот двигатель послужил катализатором для более широкого внедрения электродвигателей в промышленное применение.
Конец 1880-х — двигатели используются в коммерческих целях
Несмотря на великое открытие Давенпорта много лет назад, электродвигатели не использовались в коммерческих целях еще 50 лет. Ученые и инженеры продолжали разрабатывать различные типы электродвигателей с целью сделать их пригодными для использования в коммерческих целях. Вскоре электродвигатели начали использоваться в промышленности, на заводах и в быту.
1888 – Запатентован асинхронный двигатель переменного тока
В 1887 году Никола Тесла изобрел асинхронный двигатель переменного тока, который год спустя успешно запатентовал. Он не подходил для дорожных транспортных средств, но позже был адаптирован инженерами Westinghouse. В 1892 году был разработан первый практический асинхронный двигатель, за которым последовал ротор с вращающейся стержневой обмоткой, что сделало устройство пригодным для использования в автомобильной технике.
1891 – Разработка трехфазных двигателей
В этом году General Electric начала разработку трехфазных асинхронных двигателей. Чтобы использовать конструкцию ротора со стержневой обмоткой, GE и Westinghouse подписали соглашение о перекрестном лицензировании в 189 г.6.
2000-е годы – Использование двигателей сегодня
В 21-м -м -м веке электродвигатели переменного и постоянного тока широко используются в промышленности по всему миру и являются неотъемлемой частью многих приложений. От инвалидных колясок с электроприводом и лестничных подъемников до промышленной автоматизации, транспорта и солнечных батарей, двигатели Parvalux лидируют в области разработки и производства эффективных приводных решений для широкого спектра сложных приложений. Мир, безусловно, был бы совсем другим без электродвигателя!
Узнайте больше об электродвигателях Parvalux, связавшись с нашей командой экспертов: позвоните нам по телефону +1 508 677-0520 или напишите по электронной почте [email protected].
200 лет назад Фарадей изобрел электродвигатель
В 1820 году датский физик Ганс Кристиан Эрстед привел электромагнитную теорию в замешательство. Натурфилософы того времени считали электричество и магнетизм двумя разными явлениями, но Эрстед предположил, что поток электричества по проводу создает вокруг него магнитное поле. Французский физик Андре-Мари Ампер видел демонстрацию эксперимента Эрстеда, в котором электрический ток отклонял магнитную стрелку, а затем разработал математическую теорию, объясняющую взаимосвязь.
английский ученый Майкл Фарадей вскоре вступил в бой, когда Ричард Филлипс, редактор Annals of Philosophy, , попросил его написать исторический отчет об электромагнетизме, области, которой было всего около двух лет и которая явно находилась в состоянии постоянного изменения.
Фарадей был интересным выбором для этой задачи, как рассказывают Нэнси Форбс и Бэзил Махон в своей книге 2014 года. Фарадей, Максвелл и электромагнитное поле .
Родившийся в 1791 году, он получил лишь базовое образование в церковной школе в своей деревне Ньюингтон, графство Суррей (ныне часть Южного Лондона). В 14 лет он поступил в ученики к переплетчику. Он прочитал много книг, которые переплетал, и продолжал искать возможности узнать больше. По роковому повороту событий, как раз когда ученичество Фарадея подходило к концу в 1812 году, один из клиентов переплетчика предложил Фарадею билет на серию прощальных лекций Гемфри Дэви в Королевском институте Великобритании.
Дэви, всего на 13 лет старше Фарадея, уже сделал себе имя как химик. Он открыл натрий, калий и несколько соединений и изобрел Лампа безопасности шахтера . Кроме того, он был харизматичным оратором. Фарадей сделал подробные записи лекций и отправил копию Дэви с просьбой о приеме на работу. Когда в Королевском институте открылась вакансия помощника по химии, Дэви нанял Фарадея.
После того, как Фарадей [слева] не упомянул своего наставника Хамфри Дэви [справа] в статье 1821 года об электродвигателе, Дэви обвинил его в плагиате.
СЛЕВА: ULLSTEIN BILD/GETTY IMAGES; СПРАВА: BETTMANN/GETTY IMAGES
Дэви был наставником Фарадея и научил его принципам химии. У Фарадея было ненасытное любопытство, и его репутация в Королевском институте росла. Но когда Филлипс попросил Фарадея написать обзорную статью для Annals , он только баловался электромагнетизмом и был немного обескуражен математикой Ампера.
В глубине души Фарадей был экспериментатором, поэтому, чтобы написать подробный отчет, он воссоздал эксперименты Эрстеда и попытался следовать рассуждениям Ампера. Его «Исторический очерк электромагнетизма», опубликованный анонимно в Annals , описал состояние области, текущие вопросы исследований и экспериментальный аппарат, теоретические разработки и основных игроков. (Хорошее изложение статьи Фарадея см. в статье Аарона Д. Кобба «Исторический очерк электромагнетизма и теории зависимости от экспериментов» Аарона Д. Кобба, в декабрьском выпуске журнала Philosophy of Science за 2009 г.
)
Реконструируя эксперименты Эрстеда, Фарадей не был полностью убежден, что электричество действует как жидкость, протекающая по проводам так же, как вода течет по трубам. Вместо этого он думал об электричестве как о вибрациях, возникающих в результате натяжения между проводящими материалами. Эти мысли заставляли его экспериментировать.
Фарадей наблюдал круговое вращение проволоки, когда она притягивалась и отталкивалась магнитными полюсами. «Очень удовлетворительно», — записал он в своей записной книжке.
3 сентября 1821 года Фарадей наблюдал круговое вращение проволоки, когда она притягивалась и отталкивалась магнитными полюсами. Он зарисовал в блокноте вращение по часовой стрелке вокруг южного полюса магнита и обратное — вокруг северного полюса. «Очень удовлетворительно, — писал он в его запись о дне эксперимента «но сделать более толковый аппарат».
На следующий день он понял это правильно. Он взял глубокий стеклянный сосуд, закрепил в нем вертикально магнит с помощью воска, а затем наполнил сосуд ртутью, пока магнитный полюс не оказался прямо над поверхностью.
Он окунул в ртуть жесткую проволоку и подключил аппарат к батарее. Когда ток проходил через цепь, он создавал вокруг провода круговое магнитное поле. Когда ток в проводе взаимодействовал с постоянным магнитом, закрепленным на дне тарелки, провод вращался по часовой стрелке. С другой стороны аппарата закрепляли проволоку и позволяли магниту свободно двигаться, что он и делал по кругу вокруг проволоки.
Полезную анимацию аппарата Фарадея см. этот учебник создан Национальной лабораторией сильного магнитного поля. И если вы хотите построить свой собственный двигатель Фарадея, это видео поможет вам сделать это:
Несмотря на то, что устройство Фарадея было прекрасным доказательством концепции, оно было не совсем полезным, разве что в качестве салонного трюка. Вскоре люди стали раскупать карманные моторы в качестве новинок. Хотя оригинального двигателя Фарадея больше не существует, тот, что он построил в следующем году делает; он находится в коллекции Королевского института и изображен вверху.
Это простое на вид приспособление — самый ранний образец электродвигателя, первое устройство, превращающее электрическую энергию в механическое движение.
Последствия изобретения Фарадея
Фарадей знал силу быстрой публикации, и менее чем за месяц он написал статью «О некоторых новых электромагнитных движениях и теории электромагнетизма», которая была опубликована в следующем номере журнала. Ежеквартальный журнал науки, литературы и искусства. К сожалению, Фарадей не оценил необходимости полного признания вклада других в открытие.
В течение недели после публикации Хамфри Дэви нанес своему подопечному сокрушительный удар, обвинив Фарадея в плагиате.
У Дэви было общеизвестно чувствительное эго. Он также был расстроен тем, что Фарадей не смог должным образом поверить своему другу. Уильям Хайд Волластон , более года изучавший проблему вращательного движения с токами и магнитами. Фарадей упоминает в своей статье обоих мужчин, а также Ампера, Эрстеда и некоторых других.
Но он никого не считает соавтором, влиятельным лицом или сопервооткрывателем. Фарадей не работал непосредственно с Дэви и Волластоном над их экспериментами, но он подслушал разговор между ними и понял направление их работы. Кроме того, было (и остается) обычной практикой указывать имя вашего консультанта в ранних публикациях.
Когда репутация Фарадея начала затмевать репутацию его наставника, Фарадей сделал несколько ошибок, ориентируясь в беспощадном и чувствительном ко времени мире академических публикаций.
Фарадей боролся за то, чтобы очистить свое имя от обвинения в плагиате, и в основном ему это удалось, хотя его отношения с Дэви оставались натянутыми. Когда Фарадей был избран членом Королевского общества в 1824 году, единственный голос против был подан президентом общества Гемфри Дэви.
Фарадей избегал работы в области электромагнетизма в течение следующих нескольких лет. Был ли это его собственный выбор или выбор, навязанный ему тем, что Дэви возложил на него трудоемкие обязанности в Королевском институте, остается открытым.
Одним из заданий Фарадея было спасти финансы Королевского института, что он и сделал, оживив серию лекций и представив популярную рождественскую лекцию. Затем, в 1825 году, Королевское общество попросило его возглавить Комитет по улучшению стекла для оптических целей, попытку возродить британскую стекольную промышленность, которая уступила позиции французским и немецким производителям линз. Это была утомительная бюрократическая работа, которую Фарадей выполнял как патриотический долг, но тяжелая работа и неустанные неудачи наносили моральный урон.
Эксперименты Фарадея 1831 года привели к созданию трансформатора и динамо-машины
В 1831 году, через два года после смерти Дэви и после завершения работы Фарадея в комитете по стеклу, он вернулся к экспериментам с электричеством посредством акустики. Он объединился с Чарльз Уитстон для изучения звуковых колебаний. Фарадея особенно интересовало, как можно увидеть звуковые колебания, когда смычок скрипки тянут по металлической пластине, слегка покрытой песком, создавая отчетливые узоры, известные как фигуры Хладни.
В этом видео показано явление в действии:
Резонансный эксперимент! (Полная версия — со звуками) www.youtube.com
Фарадей изучал нелинейные стоячие волны, образующиеся на поверхности жидкости, которые теперь известны как волны Фарадея или рябь Фарадея. Он опубликовал свое исследование, «Об особом классе акустических фигур и о некоторых формах, принимаемых группами частиц на вибрирующих упругих поверхностях», в Королевском обществе Philosophical Transactions .
Все еще убежденный, что электричество каким-то образом вибрирует, Фарадей задался вопросом, может ли электрический ток, проходящий через проводник, индуцировать ток в соседнем проводнике. Это привело его к одному из его самых известных изобретений и экспериментов: индукционное кольцо . 29 августа 1831 года Фарадей подробно описал в своей записной книжке свой эксперимент со специально приготовленным железным кольцом.
Он обернул одну сторону кольца тремя отрезками изолированного медного провода, каждый длиной около 24 футов (7 метров). С другой стороны он обмотал около 60 футов (18 метров) изолированного медного провода. (Хотя он описывает только собранное кольцо, вероятно, ему потребовалось много дней, чтобы намотать проволоку. Современные экспериментаторы, создавшие копию, потратили на это 10 дней). игла на небольшом расстоянии. К его удовольствию, он смог индуцировать электрический ток от одного набора проводов к другому, создав таким образом первый электрический трансформатор.
Фарадей продолжал экспериментировать до осени 1831 года, на этот раз с постоянным магнитом. Он обнаружил, что может производить постоянный ток, вращая медный диск между двумя полюсами постоянного магнита. Это была первая динамо-машина и прямой предок действительно полезных электродвигателей.
Через двести лет после открытия электродвигателя Майкла Фарадея по праву помнят за все его работы в области электромагнетизма, а также за его навыки химика, лектора и экспериментатора.
