Historia elektrotechniki
około 600 lat p.n.e
znane już były starożytnym Grekom właściwości rudy żelaznej (Fe3O4) przyciągania przedmiotów żelaznych i właściwości bursztynu, który potarty wełną przyciągał drobne lekkie przedmioty,
1600
lekarz William Gilbert stwierdził, że właściwości podobne do bursztynu posiadają również liczne inne ciała np. szkło i żywica. Utrzymywał On jednak, że zjawiska elektryczne i magnetyczne są od siebie zupełnie niezależne,
1785
francuski fizyk Charles August Coulomb wyznaczył eksperymentalnie siłę oddziaływania na siebie ładunków elektrycznych,
1789
doświadczenie z żabimi udkami, uznawane za narodziny elektrotechniki, przeprowadzone przez lekarza włoskiego, Luigi Galvaniego,
1799
zbudowanie przez Alessandro Volta pierwszego ogniwa i „stosu elektrycznego” będącego bateria szeregowo połączonych ogniw,
1800
elektroliza wody przez Nicolsona,
1802
łuk elektryczny Pietrowa,
1807
Davy odkrywa metale alkaliczne : sód i potas,
1819
odkrycie działania prądu na igiełkę magnetyczną przez fizyka duńskiego Hansa Oersteda, wykazał tym samym związek pomiędzy polem elektrycznym i magnetycznym,
1820-1823
fizyk francuski Andre Maria Ampere zbadał elektrodynamiczne oddziaływanie obwodów elektrycznych i stwierdził, że właściwości magnetyczne rud żelaznych i stali są wynikiem prądów molekularnych wewnątrz materii,
1873
James Clark Maxwell ogłasza „Traktat o elektryczności i magnetyzmie”, w którym rozwinął teorię fal elektromagnetycznych, potwierdzoną doświadczalnie przez fizyka niemieckiego Heinricha Hertza, co zapoczątkowało rozwój nowej nauce – radiotechnice,
1877
powstaje prototyp żarówki wykonany przez Th. A. Edisona,
odkrycie przez inżyniera serbskiego N. Teslę pola magnetycznego wirującego i zbudowanie pierwszego silnika indukcyjnego dwufazowego,
1889
układy dwufazowe ustępują układom trójfazowym wynalezionym przez Doliwo-Dobrowolskiego,
Wiadomości wstępne
Wielkością fizyczną nazywamy cechę zjawiska fizycznego lub właściwość ciała, którą można zmierzyć. Przykładem wielkości fizycznej jest napięcie elektryczne, prąd elektryczny, temperatura itd.
Układem wielkości nazywamy zbiór wielkości fizycznych obejmujący wszystkie lub niektóre dziedziny fizyki. W układzie wielkości można wyróżnić wielkości podstawowe i wielkości pochodne.
Wielkością podstawową nazywamy wielkość, która jest umownie przyjęta jako niezależna od pozostałych wielkości układu.
Wielkością pochodną nazywamy wielkość, którą określa się korzystając z wielkości podstawowych.
Wielkości fizyczne mogą mieć charakter wektorowy i skalarny.
Wielkość fizyczna skalarna N jest określona za pomocą wartości liczbowej N* i jednostki [N], czyli
Przykładem wielkości fizycznej skalarnej jest napięcie elektryczne; w równaniu U = 220 V wielkość fizyczna U ma wartość liczbową U* = 220 i jednostkę [U] = 1 V.
Wielkość fizyczna wektorowa charakteryzuje się nie tylko wartością liczbową i jednostką, lecz także określa się jej kierunek i zwrot. Przykładem wielkości wektorowej jest natężenie pola elektrycznego, przy czym w równaniu E = E 1r mamy: E - wektor natężenia pola elektrycznego, E - wartość bezwzględna, czyli miara natężenia pola, 1r - wektor jednostkowy, tzw. wersor, którego kierunek i zwrot odpowiada kierunkowi i zwrotowi E.
Jednostką miary danej wielkości fizycznej nazywamy wartość danej wielkości fizycznej, której umownie przyporządkowujemy wartość liczbową równą jedności. Wartość liczbowa informuje więc, ile razy rozpatrywana wielkość fizyczna (np. napięcie U = 220 V) jest większa od jednostki miary tej wielkości (w tym przypadku 220 razy).
Jednostki podstawowe są jednostkami wielkości podstawowych. Każdej wielkości podstawowej odpowiada zatem jednostka podstawowa. Natężenie prądu elektrycznego jest wielkością podstawową, a odpowiadająca tej wielkości jednostka (1 amper = 1 A) jest jednostką podstawową.
Jednostki pochodne tworzymy w zależności od jednostek podstawowych. Przykładem jednostki pochodnej jest jednostka ładunku elektrycznego 1 kulomb (1 C). Jednostka ta jest iloczynem jednostki natężenia prądu elektrycznego 1 ampera i jednostki czasu 1 sekundy, a więc 1 C = 1 A · 1s; przy zapisie iloczynu jednostek stawiamy między nimi zawsze kropkę.
Tablica 1. Jednostki podstawowe i uzupełniające układu SI
Jednostki podstawowe
Nr
Wielkość
Jednostka miary
nazwa
ozna-czenie
1
Długość, odległość
metr
m
2
Masa
kilogram
kg
3
Czas
sekunda
s
4
Prąd elektryczny
amper
A
5
Temperatura
kelwin
K
6
Liczność materii (ilość materii)
mol
7
Światłość
kandela
cd
Jednostki uzupełniające
Kąt płaski
radian
rad
Kąt bryłowy
steradian
simonsaid