Câu 6 : Lịch sử phát triển ngành KTĐ

a) sự phát minh ra dòng điện :

- Giáo sư vật lý Voonta ( 1745-1827) rất tích cực nghiên cứu về điện , năm 1800 thì ông đã phát minh ra nguồn điện đầu tiên trong LS loài người có khả năng phát ra 1 dòng điện uy trì trong 1 thời gian dài gọi là "cột Vonta " ( Khác với tĩnh điện là : vật có tích điện đã được Culong , Poatxong , Gauss , Grin , Newton nghiên cứu trước đó và tĩnh điện chưa ứng dụng trong cuộc sống và KT nhưng đó là sự mở đầu cho 1 ngành KH mới là ngành về dòng điện .

- Việc phát minh ra dòng điện đã tạo ra những điều kiện cho việc nghiên cứu những hiện tượng điện và việc ứng dụng điện vào KT và đời sống . Nó thực sự đã mở ra 1 kỉ nguyên mới trong nền văn minh nhân loại .

b) Sự ra đời của điện động lực học :

- Các nhà hóa học Anh chế tạo ra pin Vôn ta khá mạnh dùng để điện phân nước .

- Trong vòng 3 năm các nhà vật lí nhiều nước đã phát hiện tác dụng khác nhau của dòng điện : tác dụng hóa học ( tác dụng điện phân ) , tác dụng quang học ( hiện tượng hồ quang ) , tác dụng nhiệt ( dùng điện để nấu chảy kim loại )

- Các nhà KH thực nghiệm rất phấn trấn nhưng cìn dang bôi rối chưa tìm ra được cách giải thích những dạng tác dụng nhiều mặt bất ngờ của dòng điện và chưa giải thích được bản chất dòng điện là gì ?

c) Cảm ứng từ và sự phát triển của điện động lực :

- Fanaday (1791- 1861) là con của 1 ng thợ rền nghèo của vương quốc Anh . sau khi biệt đọc , biết viết , năm 13 tuổi đã đi học và làm công ở 1 hiệu bán sách và đóng sách cho đến 21 tuổi . Ở đó anh thanh niên Fanađây đêm đêm say sưa đọc đủ loại sách đặc biệt là sách triết học và vật lí học , anh thích thử làm thí nghiệm lại những thí nghiệm mô tả trong sách và muốn đi sâu vào hóa .

- Ơ Luân đôn lúc đó , trong không khi sôi sục của cuộc cách mạng , các nhà Kh thường hay tổ chức các buổi nói chuyện KH , Fanađây rất thích nghe được nghe những buổi nói chuyện ấy đặc biệt suy nghĩ về thí nghiệm của Ơcxtet : thí nghiệm biến điện thành từ (1777 - 1851) giáo sư Ôtenhêghen , năm 1820 đã phát hiện ra từ trường xung quanh dây dẫn nhờ công trình nghiên cứu " những thí nghiệm về tác dụng của xung đột điện trên 1 kim nam châm".

Fanaday tự đặt cho mình nhiệm vụ ngược lại biến từ thành điện

- Năm 1823 , ông ghi ý tưởng đó vào nhật kí và 8 năm sau mới hoàn thành nhiệm vụ đề ra . Những kết quả rất phong phú của ông được xuất bản từ năm 1831 dưới tựa đeà chung những nghiên cứu thực nghiệm về điện .

- 28/10/1851 : Fanaday đã hoàn thành thi nghiệm quan trọng : khi cho đĩa bằng đồng quay quanh 1 trục của nam châm vĩnh cửu hình móng ngựa , ông đã thu được dòng điện ổn định và lâu dài . Đây chính là mô hình đầu tiên của máy phát điện . Thành công này đã làm trấn động dư luận trong giới KH lúc đó , nó mở ra 1 kỉ nguyên mới cho LSKTĐ.

d) Sự phát triển của máy phát điện :

- Sự phát minh các định luật điện động lực của Ampe ( 1822 )

- Định luật cảm ứng điện từ của Fanaday ( 1831)

- Từ các định luật này đã tạo ra tiên đề lí thuyết về các khả năng nhận được công cơ học nhờ điện năng (động cơ) hoặc nhận được điện năng nhờ công cơ học ( máy phát điện )

- Giai đoạn 1 : Từ 1831 -> 1851 : đây là giai đoạn đầu của dự phát triển máy phát điện . Trong gđ này đã xuất hiện nhiều mô hình máy phát điện khác nhau của các nhà sáng chế : Lenxo ( nga ) , Mandoro ( pháp ) , Kholm (anh) Hool (bỉ) và đặc điểm đặc trưng của máy phát điện trong giai đoạn này máy phát điện đều dùng nam châm vĩnh cửu .

- Giai đoạn 2 : 1851-> 1867 : các máy phát điện trong giai đoạn này có đặc ddiemr là sử dụng các nam châm điện thay thế cho nam châm vĩnh cửu . Để có dòng điện nuôi các nam châm điện nta sử dụng máy phát điện riêng hoặc pin khi đó máy phát điện gồm 2 máy phát ( cái này đặt trong cái kia ) trong đó máy phát điện nhỏ dùng nam châm vĩnh cửu để tạo dòng điện nuôi nam châm điện của máy phát điện chính.Các máy phát điện giai đoạn này gọi là máy điện kích thích độc lập .

- Giai đoạn 3 : 1867 - 1888 : là giai đoạn các máy phát điện tự kích thích

+ 1869 : nhà sáng chế ng Pháp gốc Bỉ Gran đã áp dụng thành công nguyên lí tự kích cùng với việc kết cấu hợp lí cho ổ góp điện .

+ 1872 : nhà sáng chế ng Đức : Angtrenhec đã chế tạo máy phát điện có kết cấu hợp lí hơn so với máy phát điện của Gran. Sau đó Eđisơn ( 1880)

Maxim ( 1890 ) đã hình thành kết cấu của máy phát điện xoay chiều 1 pha.

+1888 chế tạo máy phát điện 3 pha đầu tiên trên thế giới với công suất 2,2kw.

e) Sự phát triển của động cơ điện :

- Giai đoạn đầu tiên bắt đầu từ thí nghiệm của Fanaday là chứng minh quá trình biến điện năng thành cơ năng . Hiện tượng từ trường quay được nhà bác học Pháp : Anago đã chứng minh vào năm 1824 , ông đã chỉ ra rằng 1 đĩa đồng gắn chặt trên trục thẳng đứng sẽ quay nếu phía dưới là đặt nam châm vĩnh cữu.

- Sau 55 năm ( 28/6/1879 ) nàh bác học Anh: Beile đã nhận được từ trường quay bằng cách mắc lần lượt 4 bối dây trong 4 cuộn nam châm điện ( đặt theo vòng tròn ) vào dòng điện 1 chiều .

- Năm 1888 :

+ bằng những nghiên cứu thực nghiện độc lập các nhà sáng chế : Fenari ( ng Ý ) , Tesla ( Nam tư ) đã chứng minh và trình bày 1 cách Kh hiện tượng từ trường quay .

+ Tesla đã chế tạo được động cơ điện 2 pha ( 1887) động cơ này có tính khởi động kém nên ko được sử dụng mấy trong thực tế

- Năm 1889 : kỹ sư người Nga : Đovravonxki đã chứng minh được rằng nhờ có dòng điện 3 pha có thể tạo ra từ trường quay , ông đã thiết kế được động cơ 3 pha đầu tiên trên thế giới năm 1891

- Năm 1898 : kỹ sư ng Pháp Buseno : tiếp tục cải tiến động cơ 3 pha : động cơ 3 pha loại "lồng sóc kép" ra đời .

- Cuối TK 19 động cơ điện đã sử dụng rộng rãi trong các nền SXCN hiện đại.

f) Vấn đề tải điện năng đi xa :

- Năm 1873 kỹ sư ng Pháp tên là Folltel thử nghiệm truyền điện trên khoảng cách 1 km

- Năm 1875 : kĩ sư ng Nga Piroxki thử nghiệm truyền điện trên 1km.

- Cuối những năm 70 của TK 19 tại Anh và Mĩ cũng thực nghiệm truyền điện năng đi xa.

- Năm 1882 : Viện sĩ hàn lâm KH Pháp Depr và giáo sư vật lí ng Nga là Latrinop truyền điện năng đi xa 57 km đạt hiệu suất 25%

- Năm 1880 : Latrinop đã chứng minh bằng toán học khả năng truyền điện năng đi xa với khoảng cách lớn mà sự mát nhỏ.

S = UI ( VA/KVA)

P = UI ( W/ KW )

Q = UI cosφ ( Var / KVAr )

S ² = P² + Q²

- Folltel đã thắc mắc nối tiếp các máy phát điện với nhau

U = U1 + U2 +.....+Un

để đạt được điện áp cao và truyền tải điện năng đi xa đạt hiệu suất 82%

- Những nghiên cứu tải điện trong 1 thời gian dài vẫn ko tiến triển được do việc sử dụng dòng điện 1 chiều .

* Giai đoạn nghiên cứu KT là chuyển dòng điện 1 chiều thành dòng điện xoay chiều ( nghịch lưu )

Bước đầu tiên dùng nghịch lưu : nhà vật lí Feranic ( ng Ý ) năm 1885- 1888

- Tesla đã nghiên cứu hoàn thiện việc sử dụng dòng điện xoay chiều 2 pha truyền tỉa điện năng đi xa.

- Năm 1896 tại Mĩ đã xây dựng nhà máy sx điện 2 pha ( điện xoay chiều )

- Dovravonxki ông đã chứng minh để sx và tải điện năng đi xa hợp lí nhất kinh tế nhất khi truyền tải điện năng đi xa là sử dụng dòng điện xoay chiều 3 pha.

-1891 Dovravonxki đã thực hiện truyền tải điện năng đi xa 170 km bằng dòng điện 3 pha đạt hiệu suất cao hơn hẳn hiệu suất của các phương án truyền điện trước đó .

-1890 ông nghiên cứu chế tạo MBA 3 pha thay MBA 1 pha dùng trước đó

- Đầu TK 20 đã có nhiều hệ thống truyền điện năng đi xa trên thế giới

1907 : Ở Mĩ đường dây tải điện 110kV

1922 : Ở Mĩ đường dây tải điện 220kV

- Giữa năm 40 của TK 20 đường dây tải điện ở Mĩ 287KV

- Năm 1952 : Thụy Điển sử dụng đường dây tải điện 380 KV

- Năm 1952 ơ Liên Xô cũ đã xây dựng được đường dây tải điện 400KV , 500 KV

- Năm 1959 : Ở Liên Xô cũ đã truyền tải 500KV đi xa 1000 km

- Ngày nay trên Tg sử dụng đường dây tải điện từ 700 đến 750 KV

g) Lịch sử phát triển MBA :

- Năm 1875 : Nhà sáng chế ng Nga Ialochcop chế tạo cuộn dây cảm ứng (tiền thân của máy biến áp ) để dùng cho các đèn hồ quang .

- Năm 1882 : nhà sáng chế ng Nga Goliar đã phát minh ra MBA lấy tên là "máy phát thứ cấp".

- Năm 1884 : MBA của Goliar được sử dụng để truyền tải điện năng với điện áp 2000kV đi xa 40km.

- Năm 1884 : anh e nhà Goopskinson ng Anh đã thiết kế MBA khép kín .

- Năm 1885 : Ở Hungari hai nhà sáng chế Đêvi và Blati đã làm MBA mà mạch từ được làm từ các lá thép mỏng ghép lại, đây là mẫu MBA có tính kinh tế cao, tổn thất điện năng ít,

- Cuối những năm 80 của thế kỉ 19, Kĩ sư Xvinber đề xuất làm nguội MBa bằng dầu.

- Năm 1890 : Dovravonxki đã chê tạo MBA 3 fa đầu tiên TG vào mục đích tải điện đi xa.

- Việc tải điện năng đi xa ở cấp điện áp cao => phải sx MBA với cấp điện áp cao

- Yêu cầu này, được đáp ứng nhờ sự xuất hiện của thép kĩ thuật điện và vật liệu cách điện mới

1907 : Nước ta đã chế tạo MBA 110Kv

1921 : nước ta đã chế tạo MBA 220Kv

1937 : Nc ta đã chế tạo MBA 287Kv

1952 : Nc ta đã chế tạo MBa 400Kv

Do yêu cầu tải điện công suất MBA ngày càng được nâng cao.

- Đầu những năm 20 của thế kỉ 20 : MBA lớn nhất được sản xuất ở Mĩ với công suất 16,7 nghìn KvA và MBA này sử dụng 72 tấn dầu để làm mát

- Năm 1952 : Tại thụy điển chế tạo được MBA 400 Kv, công suất 115 nghìn KvA

- 1957 : Liên xô sản xuất ra MBA 400Kv, 167 nghìn KvA

h) Lịch sử phát triển đèn sợi đốt

- Năm 1800 nhà bác học Vônta chế tạo thành công Pin Vônta , sau đó ít lâu nước ta phát hiện ra hiện tượng nhiệt của dòng điện

- Năm 1802 : Giáo sư vật lí Pê trốp đã phát hiện ra hồ quang điện.

- Năm 1808 : Nhà bác học người Anh là đê vi đưa ra ý tưởng dòng điện năng để thắp sáng. Ông đã sáng chế ra một số đèn hồ quang đơn giản để thắp sáng 1 số nhà hát ở Pari, Luân Đôn năm 1845

- 1876 : Nhà sáng chế người Nga Ialochcop chê tạo đèn hồ quang có điều khiển, có tên gọi"cây nến điện" nhưng có kết cấu phức tạp hơn và chỉ thắp sáng được 2 h.

- 1820 : Nhà sáng chế người pháp Lena đã thử chế tạo đèn sợi đốt dùng bạch kim làm dây tóc nhưng không thành công.

- 1873 : Nhà sáng chế ngươi Nga Lodughin đã chế tạo đèn sợi đốt để thắp sáng đường phố Petecbua. Ông đã sử dụng vât đốt nóng là thanh cacbon trong bình thủy tình đã rút hết không khí.

-1879 : Edison(Mĩ) chế tạo đèn sợ đốt có độ bền cao dùng dây tóc là thanh các bon nhưng rất thuận lợi cho sx hàng loạt để sử dụng rộng rãi. Đèn của Edison có ưu điểm hơn hẳn của Lodughin.

Các loại đèn hiện nay về cơ bản không khác đèn sợi đốt của Edison.

- 1898 - 1899 : Đã sx các đèn dùng kim loại làm sợi đốt.

- 1909 : các đèn sợi đốt dùng dây tóc làm bằng vonfram

- 1912 - 1913 đã xuất hiện các đèn sợi đốt bên trong chứa đầy khí trơ sử dụng dây tóc vonfram dưới dạng lò xo.

- Do đó tiếp tục hoàn thiện đèn sợi đốt tăng độ phát sáng nhưg vẫn đảm bảo độ bền của đèn. để tránh làm bẩn đèn do các hạt vonfram bị khuêch tán và giảm tốc độ bay hơi của dây tóc, tăng độ bền của đèn ngta đưa khí trơ cao phân tử cug với việc bô sung Halogen vào trong bóng đèn.