오늘날 인간의 생활, 과학 기술 활동, 물질 생산 활동은 전기와 불가분의 관계에 있다. 과학기술이 발달하면서 전문지식을 갖춘 일부 연구 내용이 점차 독립되어 전자학, 전기공학 등과 같은 전문학과를 형성하였다. 전기학은 일명 전자기학이라고도 하는데, 물리학에서 중요한 의의를 지닌 기초학과이다.
전기의 기본 내용
전기 연구의 내용은 주로 정전기, 정적 자기학, 전자기장, 회로, 전자기 효과 및 전자기 측정이다.
정전기학은 정전하로 인한 전기장과 전하작용에 대한 법칙을 연구하는 학과이다. 전하에는 양전하와 음전하라는 두 가지 종류가 있다. 동종 전하가 서로 배척하고, 이종 전하가 서로 끌린다. 전하가 전하 보존 법칙을 준수하다. 전하를 한 물체에서 다른 물체로 옮길 수 있으며, 전하의 대수와 어떤 물리적 과정에서도 변하지 않는다. 소위 충전, 하지만 긍정적이고 부정적인 전하의 분리 또는 이동; 소위 전하가 사라지지만, 양수와 마이너스 전하의 중화에 지나지 않는다.
정전하 사이의 상호 작용력은 쿨롱 법칙에 부합한다. 진공에서 두 정점 전하 사이의 상호 작용력의 크기는 그것들의 곱에 비례하고, 그것들 사이의 거리의 제곱에 반비례한다. 힘의 방향은 그들 사이의 선을 따라, 같은 부호의 전하를 밀어내고, 다른 부호의 전하를 서로 빨아들이는 것이다.
전하 간의 상호 작용은 전하에 의해 생성된 전기장의 상호 작용을 통해 이루어진다. 전하에 의해 생성 된 전기장은 전계 강도 (전계 강도) 로 설명됩니다. 공간에 있는 한 점의 전기장 강도는 해당 점의 양수 단위 프로브 전하의 전기장력에 의해 정의되며, 전기장 강도는 전계 강도 중첩 원리를 따릅니다.
일반 물질은 전도성에 따라 두 가지 상황, 즉 도체와 절연체로 나눌 수 있다. 도체에는 이동 가능한 자유 전하가 있습니다. 절연체 (일명 전기 매체라고도 함) 는 구속 전하만 포함한다.
전기장의 작용으로 도체의 자유 전하가 움직인다. 도체 성분과 온도가 균일할 때 정전기 균형에 도달하는 조건은 도체 내부의 전기장 강도가 곳곳에서 0 과 같다는 것이다. 이 조건에 따라 도체 정전기 균형의 일부 특성을 파생할 수 있다.
정적 자기학은 전류가 안정될 때 발생하는 자기장과 자기장이 전류에 작용하는 작용력을 연구하는 학과이다.
전하의 방향성 흐름은 전류를 형성한다. 전류 사이에는 자기 상호 작용이 있습니다. 이 자기 상호 작용은 자기장을 통해 전달됩니다. 즉, 전류는 주변 공간에서 자기장을 생성하고 자기장은 그 안에 놓인 전류에 작용력을 가합니다. 전류에 의해 생성 된 자기장은 자기 유도 강도로 설명됩니다.
맥스웰 방정식은 전자기장의 보편적 법칙을 묘사한다. 물질의 매체 방정식, 로렌츠 힘 공식 및 전하 보존 법칙과 결합되어 다양한 거시적 전기 역학 문제를 원칙적으로 해결할 수 있습니다.
맥스웰 방정식에서 파생된 중요한 결과 중 하나는 전자기파가 존재하고 변화하는 전자기장이 전자파의 형태로 전파된다는 것이다. 전자파가 진공에서 전파되는 속도는 광속과 같다. 이것은 또한 빛이 일종의 전자파라는 것을 보여준다.
DC 회로와 AC 회로를 포함한 회로는 모두 전기의 일부이다. DC 회로는 정전류 조건에서 회로 규칙과 특성을 연구합니다. AC 회로는 전류 주기성 변화 조건 하에서의 회로 규칙과 성질을 연구한다.
직접 순환 라우팅 컨덕터 (또는 와이어) 로 연결되며 도체는 일정한 저항을 가지고 있습니다. 정상 상태에서 전류는 시간에 따라 변하지 않고 전기장은 시간에 따라 변하지 않는다.
안정된 전기장의 성질, 전도성의 기본 법칙, 전동력의 개념에 따라 DC 회로의 다양한 실용적인 법칙, 즉 옴의 법칙, 키르호프 회로의 법칙, 복잡한 회로를 해결하는 효과적이고 간단한 정리, 즉 등가 소스 정리, 중첩 정리, 상호 쉬운 정리, 이중 정리 등을 유도할 수 있습니다. 이러한 실용적인 법칙과 정리는 회로 계산의 이론적 기초를 형성한다.
전자기 감지 및 변위 전류, 전자기파가 있습니다.
전자기 효과 물질의 전기 효과는 전기와 다른 물리학 분야 (심지어 비물리학 분야) 의 연결고리이다. 물질 중의 전기 효과는 여러 가지가 있는데, 그중 많은 것이 이미 전문 연구 분야로 발전하거나 점차 발전하고 있다. 예를 들면 다음과 같습니다.
전기 신축성, 압전효과 (트랜지스터가 기계적 압력에 의해 발생하는 전기 및 전기적 특성) 및 역압효과, 세베크 효과, 페르텔 효과 (두 개의 다른 금속이나 반도체가 결합되는 곳에서 전류가 특정 방향으로 통과할 때 열을 방출하고 전류가 반전될 때 열을 흡수함), 톰슨 효과 (금속 도체나 반도체 내에서 온도 그라데이션을 유지하고 전류는 특정 방향으로 통과함) 서미스터 (반도체 재질의 저항은 온도에 따라 민감함), 감광성 저항 (반도체 재질의 저항은 빛에 따라 민감함), 광전지 효과 (반도체 재질이 조명으로 인한 전위차) 등
각종 전기 효과에 대한 연구는 물질의 구조와 물질에서 발생하는 기본 과정을 이해하는 데 도움이 된다. 또한 기술적으로는 에너지 변환 및 비전전 측정을 위한 기초이기도 합니다.
전자기 측정도 전기의 일부이다. 측정 기술의 발전은 이 학과의 이론 발전과 밀접한 관련이 있으며, 이론 발전은 측정 기술의 향상을 촉진한다. 측정 기술의 진보는 새로운 기초 위에서 이론을 검증하고 새로운 이론의 발견을 촉진한다.
전자기 측정에는 모든 전자기 및 기타 관련 수량 (AC 주파수, 위상 각도 등) 의 측정이 포함됩니다. ). 각종 전용 기기 (전류계, 전압계, 옴계, 자장계 등. ) 및 측정 회로는 다양한 전자기 량 측정을 충족시킬 수 있습니다.
전자기 측정의 또 다른 중요한 측면은 비전량 (길이, 속도, 변형, 힘, 온도, 광도, 성분 등) 의 전기 측정입니다. ). 그 주요 원리는 전자기량과 비전량 간의 상관관계를 이용하여 비전량 측정을 전자량 측정으로 변환하는 것이다. 전기 측정은 정확도가 높고, 범위가 크고, 관성이 작으며, 조작이 간단하고, 원격 측정 거리가 멀고, 측정 기술 자동화와 같은 여러 가지 장점을 가지고 있기 때문에 비전기 측정은 끊임없이 발전하고 있다.
전기의 다른 분기
자기, 전기, 전기 역학
물리학의 다른 분야
물리학, 역학, 열학, 광학, 음향, 전자기학, 핵물리학, 고체물리학 개요.
전력 발전사
1. 기원전 호박과 자석
그리스 칠현 중에 탈레스라는 철학자가 있다. 기원전 600 년 전후로 탈레스는 명나라 그리스인들이 호박을 마찰하여 깃털을 끌어당기고 자성 돈 광석으로 쇠조각을 끌어들이는 현상을 보고 이유를 생각했다. 그의 설명은 "모든 것에는 영이 있다" 고 한다. 자석이 철을 흡수하기 때문에 자기는 영성이 있다. " 여기서 말하는' 자성' 은 바로 자석 광산이다.
그리스인들은 호박을 "elektron" 이라고 부른다. 그들은 발트해 연안에서 호박을 수입하여 팔찌와 보석을 만들었다. 당시 보석상들도 호박을 문지르면 깃털을 끌 수 있다는 것을 알았지만, 신들이나 마법의 역할이라고 생각했다.
동양에서 중국인들은 일찍이 기원전 2500 년경에 자석에 대한 자연 지식을 갖게 되었다. 루춘추' 에 따르면 중국은 기원전 1000 년경에 나침반이 있어 고대에 자침으로 방향을 가리켰다.
2. 자성 및 정전기
소위 마찰 시동은 기원전 한 가지 현상으로만 여겨진다. 오랫동안 이 현상에 대한 인식은 줄곧 진전이 없었다.
나침반은 13 이후 탐색에 사용되었습니다. 당시 나침반은 바늘 모양의 자석 광산을 짚에 넣어 물 위에 떠 있게 하는 것이었다. 14 세기 초 밧줄로 자침을 매달아 항해 나침반을 만들었다.
이 나침반은 1492 년 콜럼버스가 아메리카 신대륙을 발견하고 15 19 년 마젤란이 지구를 도는 항로를 발견하는 데 중요한 역할을 했다.
(1) 자성, 정전기, 길버트
영국인 길버트는 엘리자베스 여왕의 의사이다. 그가 의사였을 때, 그도 자기학을 연구했다. 그는 다년간의 자기학 실험 성과를 총결하여 1600 년에' 자기학' 이라는 책을 출판했다. 이 책은 지구 자체가 큰 자석이라고 지적하며 나침반의 자각 각도를 설명했다.
길버트는 또한 호박이 깃털을 끌어당기는 현상을 연구하여 이 현상이 호박뿐만 아니라 유황, 모피, 도자기, 왁스, 종이, 실크, 금속, 고무 등 마찰기전 물질에도 존재한다고 지적했다. 이 시리즈의 두 물질이 서로 마찰할 때, 시리즈 앞의 물질은 양전기를 띠고, 뒤의 물질은 음전기를 띠게 된다.
당시 주요 연구 방법은 사유였으며, 그는 진정한 연구가 실험에 기초해야 한다고 주장했다. 그는 이 생각을 제기하여 실천에 옮겼다. 이 점에서 길버트는 현대 과학 연구 방법의 선구자라고 할 수 있다.
(2) 번개 및 정전기
기원전 중국에서는 천둥이 하늘의 뜻으로 여겨졌다. 다섯 명의 신선이 천둥과 번개를 관장한다고 한다. 그들의 어른들은 레이조라고 하고, 레이조 아래에는 뇌공과 전모가 있다. 천둥의 뜻은 뇌공이 하늘에서 북을 치고, 번개는 전모가 두 개의 거울로 아래 세계에 빛을 비추는 것을 의미한다.
아리스토텔레스 시대에는 더 과학적이었습니다. 천둥이 치는 것은 지구의 수증기가 상승하여 뇌우구름이 형성되어 찬 공기가 응결되어 천둥이 되고 강한 빛이 동반되기 때문이라고 여겨진다. (윌리엄 셰익스피어, 윈드서머, 희망명언) (윌리엄 셰익스피어, 윈드서머, 희망명언)
영국인은 천둥이 정전기라고 생각하는데, 그것은 1708 에 있다. 1748 년에 프랭클린은 같은 인식을 바탕으로 피뢰침을 설계했다.
이런 정전기를 수집할 수 있는 방법이 있습니까? 이 문제는 많은 과학자들이 생각해 본 적이 있다. 1746 년, 라이튼 대학 교수 모슨 브룩은 정전기를 저장하는 병을 발명한 후 유명한' 라이튼 병' 이 되었다.
모슨 브룩은 물을 병에 넣는 것처럼 전기를 병에 넣으려고 했다. 그는 먼저 병을 물로 가득 채운 다음 철사로 유리봉을 물에 넣었다. 그의 손이 병과 막대기에 닿았을 때, 그는 심한 "전기 충격" 을 당했다. 듣자하니 그는 "더 이상 이 끔찍한 실험을 하고 싶지 않다. 설령 국왕이 명령한다 해도." 라고 말했다.
프랭클린은 전기를 라이튼 병에 저장하려고 한다. 1752 년 6 월, 그는 연을 뇌우운에 넣는 실험을 했다. 그 결과 뇌우운은 때때로 양전기를 띠기도 하고, 때로는 음전기를 띠기도 한다. 이 연 실험은 매우 유명하여, 많은 과학자들이 관심을 가지고 잇달아 모방하고 있다. 1753 년 7 월 러시아 과학자 리치만은 실험에서 불행하게도 감전되어 사망했다.
이탈리아 파비아보타 대학 교수는 각종 금속에 대한 실험을 통해 아연, 납, 주석, 철, 구리, 은, 금, 흑연이 금속 전압 시리즈라는 것을 증명했다. 이 시리즈의 두 금속이 서로 접촉할 때, 이 시리즈의 앞줄에 있는 금속은 양전기를 띠고 뒷줄의 금속은 음전기를 띠고 있다. 그는 구리와 아연을 두 개의 전극으로 묽은 황산에 넣어 복타전지를 발명했다. 전압 단위 "볼트" 는 그의 이름을 따서 명명되었다.
19 세기 초, 바로 프랑스 대혁명 이후 나폴레옹이 시대로 접어들었다. 나폴레옹은 이탈리아에서 돌아왔고, 180 1 년, 볼타는 파리로 불려 전기실험을 하고, 볼타는 나폴레옹에게 금메달과 Legino-Donoll 메달을 수여받았다.
(3) 광전지의 이용과 전자기학의 발전.
볼타 배터리가 발명된 이후 각국은 이 배터리를 이용해 각종 실험과 연구를 진행했다. 독일의 전해수 연구에 따르면 영국의 화학자 데이비드는 볼트 배터리 2000 개를 연결해 아크 방전 실험을 진행했다. 데이비드의 실험은 양극에 숯을 설치하여 전극 사이의 거리를 조절하여 방전시키고 강한 빛을 내는 것이다. 이것은 전기 조명의 시작이다.
1820 덴마크 코펜하겐대 교수인 오스트 교수는 한 논문에서 자기 바늘이 볼타 배터리를 연결하는 전선 옆에 놓이면 자기 바늘이 즉시 빗나가게 된다는 사실을 발표했다.
러시아 Sillinger 는 이 논문을 읽었다. 그는 코일과 자침을 결합하여 전보 (183 1) 를 발명했는데, 이는 전보의 시작이라고 할 수 있다.
나중에 프랑스의 암페어는 전류 주위의 자기장 방향에 관한 암페어 법칙 (1820) 을 발견했고, 패러데이는 획기적인 전자기 감지 현상 (183 1) 을 발견하여 전자기학이 급속히 발전했다.
반면에 회로에 대한 연구도 발전하고 있다. 옴은 저항에 대한 옴의 법칙 (1826) 을 발견했고, 키르호프는 회로 네트워크에 관한 법칙 (1849) 을 발견해 전기공학을 세웠다.
3. 유선 통신의 역사
어떤 사람들은 과학 기술 발전이 군사적 필요 때문이라고 말하는데, 이것은 어느 정도의 역사적 사실이 있다.
나폴레옹의 공격을 두려워하여 영국은 트러스 통신기로 자신의 부대에 법군의 동향을 보고했다. 스웨덴, 독일, 러시아 등도 이런 통신기로 구성된 통신망을 구축해 군사적 목적으로 막대한 예산을 투입했다고 한다.
이런 통신기계를 전기통신 방식으로 개조하겠다는 생각은 아마도 유선통신의 시작일 것이다.
(2) 모스 전보기
1837 년, 모스 전보기가 미국에서 성공적으로 개발되었고, 발명자는 모스 부호로 유명한 모스였다. 모스 부호는 점과 대시로 인코딩된 신호이다.
모스는 처음에 화가가 되고 싶어서 런던에서 공부했다. 18 15 년, 그는 미국으로 돌아오는 배에서 보스턴 대학 교수 잭슨의 전보에 대한 연설을 듣고 모스 부호와 전보에 대한 생각이 떠올랐다. 전신선을 깔기 위해 모스는 전자전보회사를 설립하고 1846 에 뉴욕-보스턴, 필라델피아-피츠버그, 토론토-버팔로-뉴욕 사이의 전보 업무를 개통했다.
모스의 사업은 매우 성공적이었기 때문에, 그는 미국 전역에 전보회사를 설립하여 전보 업무를 점차 확대하였다.
1846 년 모스 전보기에는 오디오 수신기가 장착되어 있어 사용이 더욱 편리했습니다.
(3) 전화 및 스위치
1876 2 월 14 일 두 명의 미국 발명가 벨과 그레이가 각각 전화 특허 신청을 제출했다. Bell 의 신청과 Bigret 의 신청이 2 시간 앞당겨 도착했기 때문에 Bell 은 특허권을 획득했다.
1878 년 벨은 전화회사를 설립하고 전화를 만들고 전화업을 전폭적으로 발전시켰다.
전화 업무가 발전한 이래로 스위치는 줄곧 중요한 임무를 맡고 있다. 1877 정도 되는 투표율을 소환 투표율이라고 합니다. 한 운영자가 통화 요청을 받았을 때, 그는 이 통화를 다른 운영자에게 건네주었다.
이후 반복적인 개선을 거쳐 상자 스위치를 개발한 후 자동 전환 모드 (1879) 를 개발했습니다.
189 1, 스단조 자동스위치 개발에 성공했습니다. 이로써 자동 교환의 소망이 이루어졌다. 이후 연구를 계속하여 몇 단계를 거쳐서야 지금의 전자거래소에 도달했다.
(4) 해저 통신 케이블
육지 통신망이 완벽해지면서 사람들은 해저에 통신 케이블을 깔아 바다를 가로지르는 국가 간의 통신을 실현하는 것을 고려하기 시작했다. 1840 정도, 휘스톤은 이미 해저 케이블 문제를 고려했다.
해저 케이블에는 해결해야 할 많은 문제가 있다. 케이블의 기계적 강도, 절연 및 배치 방법은 육상 케이블과 다릅니다.
1845 년 해협 해저전보회사가 설립되어 영국에서 캐나다까지 도버 해협을 가로질러 프랑스까지 해저 케이블 설치 공사를 시작했다.
해저 케이블 설치는 부러진 케이블 등 중대한 문제를 겪었지만 해저 케이블 설치는 시대의 요구로 각국이 기여했다.
185 1 년, 최초의 갈레 도버 해저 케이블을 설치하여 통신을 성공적으로 달성했다. 이번 기회에 유럽과 미국 동부에 많은 케이블이 설치되었다.
이제 세계의 바다는 통신 케이블로 가득 차 있습니다.
4. 무선 통신의 역사
세계 어느 곳에서나 온 정보를 텔레비전에 표시할 수 있는데, 텔레비전은 전파를 통해 우리에게 가져온 것이다.
최초의 전파 실험은 독일의 헤르츠가 1888 년에 실시한 것이다. 헤르츠는 실험을 통해 전파가 빛과 마찬가지로 선형 전파, 반사, 굴절이 있다는 것을 발견했다.
주파수 단위 헤르츠는 그의 이름에서 왔다.
(1) 마르코니의 무선 장비
이탈리아인 마르코니는 잡지에서 헤르츠 실험에 관한 문장, 1895 년 최초의 무선 장치를 개발해 약 3 킬로미터 떨어진 곳에서 모스 부호 통신 실험을 진행했다. 그는 무선통신을 기업으로 만드는 것을 생각하자 무선전신신호회사를 설립했다.
마르코니는 무선 통신 분야에서 많은 성공을 거두었지만 뉴펀들랜드에 무선 전신국을 설립하려는 그의 의도는 해저 케이블 회사와의 이해 상충으로 반대를 받았고 마르코니의 반대자도 적지 않았다.
(2) 무선 전화
모스 신호가 아니라 인간의 언어라면 신호를 전달하는 반송파가 필요하다. 반송파는 반드시 고주파여야 한다.
1906 년 미국 GE (General Electrical Electronics) 의 alexanderson 은 80KHZ 고주파 신호 발생기를 제작해 처음으로 무선 전화 실험에 성공했다.
무선 전화를 통해 음성을 전송하고 청취하려면 전송을 위한 고주파 신호 발생기와 수신을 위한 감지기가 있어야 합니다. 페이센던은 다차 수신기를 설계하고 19 13 에서 테스트를 성공했다.
Dader 는 폴슨 아크 송신기를 발사 장치로, 전기 분해 탐지기를 수신 장치로 사용하는 수신기를 설계했다. 당시 스파크 발열기를 사용했기 때문에 소음이 컸고 실험 단계는 성공적이었지만 실용화와는 거리가 멀었다.
생성 된 전파를 안정시키고 수신 된 소음을 줄이기 위해 튜브의 출현을 기다려야합니다.
(3) 다이오드 및 트랜지스터
1903 년 에디슨은 전구의 열사에서 튀어나온 전자가 전구의 일부를 검게 그을린 것을 발견했다. 이런 현상을 에디슨 효과라고 한다.
1904 년 플레밍은 에디슨 효과에 의해 영감을 받아 탐지를 위한 다이오드를 만들었다.
1907, 미국 D. 포레스트는 다이오드의 양극과 음극 사이에 극이라는 전극을 추가하여 트라이오드를 발명했다.
이 트랜지스터는 신호 전압을 증폭시키는 데 사용하거나 적절한 피드백 회로와 함께 안정적인 고주파 신호를 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 이는 획기적인 회로 구성 요소라고 할 수 있습니다.
더 개선한 후, 트라이오드는 단파, 초단파 등 고주파 신호를 생성할 수 있다. 또한 트라이오드는 전자 흐름을 제어하는 기능을 갖추고 있으며, 이후 나타나는 음극선관과 오실로스코프도 이와 밀접한 관련이 있습니다.
5. 배터리의 역사
1790 년, 갈바니는 개구리를 해부하는 실험에 근거하여' 동물전기' 를 제안했다. 이로부터 복타는 두 가지 금속 접촉으로 전기를 생성하는 법칙을 발견했는데, 이는 배터리의 기원이라고 할 수 있다.
1799 년, 볼은 구리와 아연 사이에 소금물이 스며든 종이 한 층을 끼운 후 겹겹이 쌓아' 볼스택' 을 만들었다. "원자로" 는 많은 단량체 배터리가 높이 쌓여 있는 것이다.
(1) 기본 배터리
방전 후 더 이상 사용할 수 없는 배터리를 원전지라고 합니다. 복타는 복타더미를 개선하여 복타전지를 만들었다.
1836 년에 영국인 다니엘은 양극과 산화제를 도자기 통에 넣어 다니엘 배터리를 만들었다. 다니엘 배터리는 볼타 배터리에 비해 장시간 전류를 공급할 수 있다.
1868 년 프랑스인 레이크랜처가 레이크란처 배터리를 발표했고, 1885 년 (메이지 18 년), 일본 미정건전지는 켄조에 의해 발명됐다. Tailwell 건전지는 전해질을 스펀지에 흡착하는 특수 배터리로 운반이 용이한 특징을 가지고 있습니다.
19 17 년, 프랑스의 페리는 공기전지를 발명했고, 1940 년, 미국의 루빈은 수은전지를 발명했다.
(2) 2 차 배터리
방전 후 재충전할 수 있는 배터리를 2 차 배터리라고 합니다. 1859 년 프랑스의 플랑타이는 충전식 납 축전지를 발명했다. 그 구조는 납전극이 묽은 황산에 설치된 것으로, 이것은 최초의 2 차 배터리이다. 지금, 이 배터리는 자동차에 쓰인다.
1897 년 (메이지 30 년) 일본 시마진현종은 10A*H 용량의 납산 배터리를 개발해 자신의 이름 현종 사마조의 접두사 GS 를 상품명으로 시장에 내놓았다.
1899 년 스웨덴은 숙박배터리를 만들었고 1905 년 에디슨은 에디슨 배터리를 만들었다. 이 배터리의 전해질은 수산화칼륨으로 나중에 알칼리성 배터리라고 불린다.
1948 년 미국의 뉴먼은 니켈 카드뮴 배터리를 발명했다. 이것은 충전식 건전지로 획기적인 의의를 가지고 있다.
(3) 연료 전지
1939 년 영국인 그로프는 산소와 수소 반응이 전기를 발생시킨 것을 발견하고 실험을 통해 연료 전지의 가능성을 증명했다. 즉, 물이 전기 분해될 때 전기가 소모되고 산소와 수소가 생성된다는 것이다. 반면 외부에서 양극 측으로 산소를 공급하고 음극 측으로 수소를 공급함으로써 전기와 물을 생산할 수 있다.
그로프는 당시 실험만 했을 뿐 실용적이지 않았다. 1958 년 영국 케임브리지 대학교에서 5KW 연료 배터리를 만들었습니다.
1965 년 미국 GE 는 성공적인 연료 배터리를 개발해 1965 년 유인우주선 쌍둥이자리 5 호에 설치해 우주비행사에게 식수의 전기를 제공했다. 1969 년 달에 착륙한 아폴로 1 1 의 전원도 연료 배터리를 우주선 내 전원으로 사용한다.
(4) 태양 전지
1873 년 독일 지멘스는 텅스텐과 텅스텐으로 만든 광전지를 발명했다. 현재 카메라 노출대는 바로 이런 플루토늄 광전지를 사용한다.
1945 년 미국의 하품은 실리콘 태양전지를 발명했는데, 이는 태양광이나 빛이 PN 매듭에 비칠 때 전기를 생성하는 구성 요소로서 위성, 태양열 자동차, 시계, 데스크탑 계산기 등에 널리 사용된다. 이 구성 요소의 변환 효율성을 높이는 R&D 작업이 아직 진행 중입니다.
6. 조명의 역사
65438+20 세기 60 년대 영국에서 일어난 산업혁명으로 공장이 연속 가공과 대규모 생산의 시대로 접어들면서 야간 조명이 중요한 문제가 되었다.
앞서 언급했듯이 영국인 David 18 15 는 2,000 개의 볼타 배터리로 아크를 생성하는 유명한 실험을 한 적이 있다.
(1) 백열 전구
1860 년 영국인 스완은 면실을 탄화시켜 가는 실을 유리 전구에 넣어 탄소 전구를 발명했다.
그러나 당시의 저진공 기술로 인해 조명 시간이 너무 길어서는 안 된다. 시간이 길어지면 전구에서 필라멘트가 산화되어 연소됩니다.
스완의 백열 전구에 대한 생각은 오늘날 흰색 직조등의 기원이다. 필라멘트 연구와 진공 기술이 발달하면서 백열등은 마침내 실용적인 용도를 갖게 되었다. 이런 관점에서 볼 때, 스완의 발명은 위대한 발명이다.
1865 년 Sprengel 은 진공현상을 연구하기 위해 수은 진공펌프를 개발했다. 이를 알고 백조는 1878 에서 유리 껍데기 안의 진공도를 높이고 필라멘트에 약간의 노력을 기울였다. 그는 먼저 황산으로 면실을 처리한 다음 탄화했고, 결국 백조 전구를 발표했다. 백조의 백열등이 파리 세계 박람회에 전시되었다.
1879 년 미국 에디슨은 백열 전구의 수명을 40 시간 이상으로 연장하는 데 성공했다. 1880 년 에디슨은 대나무가 백열등 필라멘트를 만드는 훌륭한 재료라는 것을 알게 되자 일본 중국 인도의 대나무를 모아 실험을 반복했다.
에디슨은 부하 무어를 일본 교토 팔봉에 보내 양질의 대나무를 찾았다. 몇 년 후, 그는 팔봉죽으로 가는 실을 만들었다. 대나무로 이런 전구를 만들기 위해 그는 1882 년 런던과 뉴욕에 에디슨 전기회사를 설립했다.
일본에서는 도쿄전력회사가 1886 년 (메이지 19 년) 에 설립되어 메이지 22 년부터 일반 가정이 흰색 전구를 사용하기 시작했다.
19 10 년 동안 미국의 쿨리홀은 텅스텐 와이어를 사용하여 텅스텐 전구를 발명했습니다.
19 13 년, 미국의 롱뮤어는 가스로 유리 전구를 채워 필라멘트가 증발하는 것을 막고 팽창 식 텅스텐 전구를 발명했다.
1925 년 일본의 부브 당삼은 내벽 무광택 전구를 발명했다.
1932 년 일본의 미라준이 이중 나선 텅스텐 전구를 발명했다.
이러한 끊임없는 탐구로 오늘날 백열등 조명의 일상생활을 즐길 수 있게 된 것은 정말 먼 길입니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언)
(2) 방전 램프
1902 년, 미국의 Huyzt 는 수은 증기를 유리 전구에 넣어 아크 방전 수은 램프를 발명했다. 이 수은 램프는 수은 증기 압력이 낮을 때 더 많은 자외선을 방출하기 때문에 살균등으로 자주 쓰인다. 수은의 압력이 높을 때, 그것은 강렬한 가시광선을 방출할 수 있다.
현재 광장 조명과 도로 조명에 널리 사용되고 있는 고압 수은 램프에서 방출되는 빛은 수은 호 방전의 빛과 자외선이 유리 껍데기 내벽에 바르는 형광 재료에 비치는 빛을 포함한 혼합광이다.
1932 년 네덜란드 필립스는 파장 590nm 의 단색 나트륨 램프를 개발하여 도로 터널 조명에 널리 사용되었다.
1938 년 미국의 인만은 현재 널리 사용되고 있는 형광등을 발명했다. 이 램프는 수은 호 방전으로 발사된 자외선으로 램프 내벽에 칠해진 인광체를 통해 다른 색깔의 빛을 방출한다. 보통 흰색 형광등이 가장 많이 쓰인다.
7. 전력 장비의 역사
오스터가 1820 년에 발견한 전자기 작용이 모터의 기원이라고 할 수 있다.
패러데이가183/KLOC-0 에서 발견한 전자기 감지는 발전기의 변압기의 기원이다.
(1) 발전기
1832 년 프랑스인 빅웨스트는 휴대용 DC 발전기를 발명했다. 그 원리는 영구 자석을 회전시켜 자기속을 바꾸고, 코일에 유도 전동력을 생성하고, 이 전동력을 DC 전압으로 출력하는 것이다.
1866 년 독일 지멘스는 자기 격려 DC 발전기를 발명했다.
1869 년 벨기에의 자제는 링 전기자를 만들어 링 전기자 발전기를 발명했다. 이런 발전기는 수력을 이용하여 발전기의 회전자를 돌린다. 반복적인 개선을 거쳐 1847 에서 얻다. 2KW 출력 전력.
1882 년 미국의 고든은 447KW, 높이 3 미터, 무게 22 톤의 2 상 거대 발전기를 제조했다.
미국의 테슬라는 에디슨에 있을 때 교류 모터를 개발하기로 결심했지만 에디슨은 DC 모드만 고집해 양상 교류 발전기와 모터의 특허권을 서옥사에 팔았다.
1896 년 테슬라의 2 상 교류 발전기가 니아라 발전소에서 가동되기 시작했고, 3750KW, 5000V 의 AC 는 40km 떨어진 버팔로로 보내졌다.
1889 년, 웨스트하우스 회사는 오리건 주에 발전소를 건설했고, 1892 년에는 피츠필드에15000V 의 전압을 성공적으로 보냈다.
(2) 모터
1834 년 러시아의 야코비는 전자석으로 구성된 DC 모터를 시험제작했다. 1838 년에 이 모터는 배 한 척을 가동했고, 모터의 전원은 320 개의 배터리를 사용했다. 또한 미국의 윈포터와 영국의 데비슨도 DC 모터 (1836) 를 건설해 인쇄기의 동력 설비로 사용했다. 이 모터들은 배터리로 공급되기 때문에 응용이 광범위하지 않다.
1887 년, 위에서 언급한 테슬라 2 상 모터는 실용감지전동기의 개발 계획으로 가동되었다. 1897 년 서옥회사는 감응 모터를 만들고 전문 회사를 설립하여 모터를 보급했다.
(3) 변압기
발전단이 AC 전원을 외부로 전달할 때 먼저 AC 전압을 높인 다음 전기 끝에서 송신의 AC 전압을 낮춰야 합니다. 그러므로 변압기는 필수적이다.
183 1 년, 패러데이는 자성이 전기를 감지할 수 있다는 것을 발견했는데, 이것이 변압기 탄생의 기초이다.
1882 년 영국의 기브스는 변압기를 이용한 전력 분배라는 특허를 받았습니다. 당시 사용했던 변압기는 개방 자기 회로 변압기였다.
서옥회사는 기브스의 변압기를 수입하여 1885 에서 실용적인 변압기를 개발하였다.
한편, 전년도 1884, 영국의 홉킨슨은 폐쇄 자기회로 변압기를 만들었다.
8. 전자 회로 구성 요소의 역사
현재 전자에는 컴퓨터를 포함한 모든 것이 번영하고 있으며, 그 배경은 전자관-트랜지스터 = 집적 회로의 지속적인 발전과 밀접한 관련이 있다.
(1) 전자관
전자관은 다이오드-트라이오드-사극-오극관의 순서에 따라 발명되었다.
다이오드: 앞서 언급했듯이 에디슨은 전구 필라멘트가 전자를 방출하는' 에디슨 효과' 를 발견했다. 1904 년 영국인 플레밍은 에디슨 효과에 의해 영감을 받아 다이오드를 발명했다.
트라이오드: 1907 년, 미국의 포리스트가 트라이오드를 발명했습니다. 당시 진공기술이 미성숙하여 트랜지스터 제조 수준이 높지 않았다. 그러나 반복적인 개선 과정에서 사람들은 트라이오드가 확대 기능을 가지고 있다는 것을 깨닫고 마침내 전자학의 막을 열었다.
발열기도 위에서 언급한 마르코니 스파크에서 트라이오드 발열기로 발전했다. 트라이오드에는 양극, 음극 및 그 사이에 설정된 제어 게이트 등 세 개의 전극이 있습니다. 제어 게이트는 음극 방출의 전자 흐름을 제어하는 데 사용됩니다.
오극관: 1927 년 요부스터는 양극과 커튼 사이에 또 다른 전극을 추가하여 오극관을 발명했다. 새로 추가된 전극을 억제 게이트라고 합니다. 이 전극을 추가하는 이유는 전자류가 사극관에서 양극에 부딪힐 때 양극이 2 차 전자발사를 발생시키고 억제막을 설정하는 것은 이 2 차 전자발사를 억제하기 위한 것이기 때문이다.
또한 1934 년 미국의 톰슨은 전자관의 소형화를 통해 초단파에 적합한 도토리관을 발명했다.
1937 년 유리 대신 금속 케이스를 발명한 ST 튜브, 1939 년 소형화된 MT 파이프를 발명했다.
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