История электротехники

Древний мир

Между 250 годом до н. э. и 250 годом н. э. — гипотетическое устройство, известное как «Багдадская батарея»^[1]^[2].

XVII век

1600 год — вышел труд Уильяма Гилберта «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле», где впервые систематически исследовались электрические явления. Гилберт ввёл термин «электричество» (от др.-греч. ἤλεκτρον — «янтарь») и расширил понятие электрической силы за пределы свойств янтаря, включив в него серу и смолу^[3].
1663 год:
- Отто фон Герике создал первую электростатическую машину — вращающийся шар из серы, который натирался руками. В ходе экспериментов он наблюдал электрическое свечение в темноте^[4].

XVIII век

1730-е годы

1733 год:
- Шарль Дюфе экспериментально установил существование двух типов электричества, которые назвал «стеклянным» (положительным) и «смоляным» (отрицательным)^[5].

1740-е годы

1745 год:
- Независимо друг от друга Эвальд Юрген фон Клейст и Питер ван Мушенбрук изобрели лейденскую банку — первый электрический конденсатор^[6].
- Немецкий физик Грумерт впервые наблюдал электрическое свечение в разреженном газе.
- Георг Вильгельм Рихман основал в Санкт-Петербурге первую в России специализированную лабораторию по изучению электричества.

1746 год:
- Жан Антуан Нолле обнаружил явление коронного разряда, наблюдая кистевые разряды с острий наэлектризованных тел.

1750-е годы

1752 год:
- Бенджамин Франклин доказал электрическую природу молнии с помощью знаменитого эксперимента с воздушным змеем^[7].

1753 год:
- Михаил Ломоносов и Георг Рихман проводили систематические исследования атмосферного электричества с помощью изобретённого Рихманом «электрического указателя».
- 26 июля — Рихман погиб от удара молнии во время экспериментов, став первой жертвой исследований атмосферного электричества.
- Ломоносов представил в Петербургской академии наук доклад «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих».
- Создана усовершенствованная электрическая машина трения со стеклянным диском.

1756 год:
- Ломоносов выступил с теорией света и цвета в работе «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее».

1780-е годы

1785 год:
- Шарль Кулон сконструировал крутильные весы и экспериментально установил основной закон электростатики, количественно описывающий взаимодействие зарядов^[8].

1790-е годы

1791 год:
- Луиджи Гальвани опубликовал труд «De viribus electricitatis in motu musculari», заложив основы электрофизиологии и обнаружив «животное электричество».

1800 год:
- Алессандро Вольта изобрёл Вольтов столб — первый химический источник постоянного тока^[9].
- Уильям Карлейль и Энтони Никольсон провели первый электролиз воды.

XIX век

Первая половина века (1800-1850)

Важнейшие открытия

1800 год:
- Алессандро Вольта изобретает вольтов столб - первый химический источник постоянного тока^[10].

1820 год (революция в электромагнетизме):
- Ханс Эрстед обнаруживает действие электрического тока на магнитную стрелку
- Андре-Мари Ампер разрабатывает теорию электромагнитных явлений

1831 год:
- Майкл Фарадей открывает явление электромагнитной индукции, закладывая основы современной электротехники^[11].

Технологические достижения

1832 год:
- Павел Шиллинг создаёт первый практичный электромагнитный телеграф в России.

1834 год:
- Борис Якоби строит первый работоспособный электродвигатель с вращающимся якорем.

1838 год:
- Б.С. Якоби изобретает гальванопластику - метод точного копирования предметов.

Вторая половина века (1850-1900)

Электрическое освещение

1874 год:
- Александр Лодыгин получает патент на лампу накаливания с угольным стержнем.

1876 год:
- Павел Яблочков изобретает "электрическую свечу" - первую практичную систему дугового освещения.

Энергетика и передача энергии

1866 год:
- Вернер Сименс разрабатывает динамо-машину с самовозбуждением.

1882 год:
- Томас Эдисон вводит в эксплуатацию первую коммерческую электростанцию в Нью-Йорке.

1891 год:
- Михаил Доливо-Добровольский строит первую трёхфазную линию электропередачи (Лауффен-Франкфурт, 170 км).

Теория и фундаментальные открытия

1873 год:
- Джеймс Максвелл публикует "Трактат об электричестве и магнетизме", завершая формирование классической электродинамики.

1888 год:
- Генрих Герц экспериментально подтверждает существование электромагнитных волн.

Российские достижения

1870-е-1890-е:
- Развитие электротехнического образования:
  - Основание Русского технического общества (1866)
  - Создание Электротехнического института в Петербурге (1891)

1893 год:
- Николай Славянов получает золотую медаль на Всемирной выставке в Чикаго за метод дуговой сварки.

1895 год:
- Александр Попов демонстрирует первый практичный радиоприёмник.

XX век

Начало века (1900-1920)

Ключевые изобретения

1904 год:
- Джон Флеминг создаёт электровакуумный диод - первую электронную лампу^[12].

1907 год:
- Ли де Форест изобретает триод, что революционизирует радиотехнику и электронику^[13].

Развитие энергетики

1910-е:
- В России начинается массовая электрификация промышленных предприятий
- Строительство первых крупных электростанций (например, "Электропередача" под Москвой)

Межвоенный период (1920-1940)

План ГОЭЛРО

1920 год:
- Принятие ГОЭЛРО - первого в мире комплексного плана электрификации страны^[14].

Технические достижения

1930-е:
- Строительство Днепрогэс - крупнейшей ГЭС Европы (1932)
- Развитие высоковольтных ЛЭП (первые линии 220 кВ)

Послевоенный период (1945-1970)

Полупроводниковая революция

1947 год:
- Изобретение транзистора в Bell Labs (Шокли, Бардин, Браттейн)^[15].

1958 год:
- Создание первой интегральной схемы (Килби, Нойс)

Атомная энергетика

1954 год:
- Пуск первой в мире АЭС в Обнинске мощностью 5 МВт

Космическая электроника

1960-е:
- Развитие микроэлектроники для космических программ
- Создание первых специализированных ЭВМ

Крупнейшие проекты

1950-е:
- Строительство каскада Волжских ГЭС
- Создание единой энергосистемы европейской части СССР

Научные открытия

1954 год:
- Создание первого мазера (Басов, Прохоров, Таунс)
- Развитие волоконной оптики

Российские достижения

1950-1960-е:
- Разработка уникального энергооборудования (турбогенераторы 150-200 МВт)
- Создание мощных гидрогенераторов для сибирских ГЭС
- Развитие высоковольтных сетей (500 кВ)

XXI век

Развитие беспроводных технологий

2007 год:
- Марин Солячич (MIT) разработал систему беспроводной передачи энергии (WiTricity), осуществив передачу 60 Вт на расстояние 2,13 м с эффективностью ~40%^[16]. Технология основана на резонансной магнитной связи.

Достижения в области возобновляемой энергетики

2015 год:
- КПД солнечных элементов нового поколения (перовскитные) достиг 21,1%^[17].

2020 год:
- ITER начал этап сборки крупнейшего в мире термоядерного реактора (проектная мощность 500 МВт).

Российские разработки

2016 год:
- В Российском квантовом центре создан первый отечественный 5-кубитный квантовый процессор^[18].

Примечания

↑ Riddle of 'Baghdad's batteries' (англ.). BBC News (27 февраля 2003). Дата обращения: 6 октября 2016. Архивировано 20 марта 2012 года.
↑ Battery, Baghdad, 250 BC (англ.). Smith College Museum of Ancient Inventions. Дата обращения: 6 октября 2016. Архивировано 15 февраля 2008 года. (англ.)
↑ Gilbert W. De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure. — London, 1600.
↑ Heilbron, J.L. (1979). Electricity in the 17th and 18th Centuries. University of California Press: 154–158.
↑ Heilbron, J.L. Electricity in the 17th and 18th Centuries. — University of California Press, 1979. — P. 242-245.
↑ The Leyden Jar. Science Museum.
↑ Van Doren, Carl. The Kite Experiment // Benjamin Franklin. — 1938.
↑ Coulomb, C.A. Mémoires sur l'électricité et le magnétisme. — 1785.
↑ Volta, A. (1800). On the Electricity Excited by the Mere Contact of Conducting Substances of Different Kinds. Philosophical Transactions of the Royal Society.
↑ Volta, A. On the Electricity Excited by the Mere Contact of Conducting Substances of Different Kinds. — 1800.
↑ Faraday, M. (1831). Experimental Researches in Electricity. Philosophical Transactions.
↑ Ryder, J.D. 2 // Electronic Fundamentals and Applications. — 1970.
↑ De Forest, L. (1906). The Audion: A New Receiver for Wireless Telegraphy. Transactions of the AIEE.
↑ Ленин В.И. О работах комиссии ГОЭЛРО. — 1920.
↑ Bardeen, J. (1949). Physical Principles Involved in Transistor Action. Physical Review.
↑ Kurs, A.; Karalis, A.; Moffatt, R.; Joannopoulos, J. D.; Fisher, P.; Soljačić, M. (6 июля 2007). Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances. Science. 317 (5834): 83–86. doi:10.1126/science.1143254.
↑ NREL Efficiency Chart (неопр.). National Renewable Energy Laboratory.
↑ Российские физики создали квантовый компьютер. Коммерсантъ. 16 декабря 2016.