Лекция Разработка электродинамических систем управления

Лекция 8.


Разработка электродинамических систем управления
план:
1. Открытие основного закона электродинамики.
2. Обоснование основного закона электростатики Ш. Кулон.
3. Значение работ Л. Гальванивы и А. Вольта в области электричества.
4. Новизна, открытая Х. Эрстедом, опыт Г. Ома, исследования М. Фарадея.
5. Электродинамика Ампера и Дж.К. Создание Максвеллом теории электромагнитного поля.
Книги:
1. П.С. Кудрявцев. «История физического курса», стр. 175–195.
2. Б. И. Спасский. «Вопросы методики и истории в курсе общеобразовательной средней школы», стр. 61-71.
3. Б. И. Спасский. «Физическая история», часть 2, стр. 158–170.

Концепция электромагнетизма очень древняя, и еще во времена Декарта причиной взаимодействия двух взаимодействующих тел понималась среда между ними. Есть поле, это поле понимается как эфир.

К середине XIX века в физике стали делать важные выводы об электрических и магнитных явлениях. Например, наиболее важными нововведениями являются закон Кулона, закон Ампера, закон электромагнитной индукции, законы постоянного тока и другие. Одной из вершин электрических и магнитных явлений была теория Вебера, которая в то время являлась связующим звеном между электростатикой и электромагнетизмом. В то же время у физиков до сих пор не было единого мнения об этих явлениях. Но в то же время существовали взгляды Фарадея на электрические и магнитные явления, и хотя его взгляды не вызывали возражений, его сторонники - нет.
Древние ученые знали о способности притягивать другие предметы в результате трения янтаря. Слово «электрифицированный» происходит от древнегреческого слова «электрон», что означает янтарь. У древних греков также была особая металлическая железная руда, которая также привлекала железную руду. Но в древности электричество и магнетизм не практиковались, и это считалось божественным. Лукреций Карус первым объяснил свойства магнитов в своей книге «Объекты в природе», назвав их «потоком» многих атомов. В XII веке в Китае изобрели компас. Развитие судостроения стало основой для изучения магнитов, то есть изобретения искусственных магнитов.
В книге Уильяма Гилберта 1600 года «Магнитное тело и магнит земли» он изучал свойства магнитов, чтобы увидеть, что магниты биполярны, что одни и те же полюса магнита толкают друг друга, и что разные полюса и гипотеза магнитного поля Земли . Помимо изучения магнитных свойств, Гилберт изучал электрические свойства и отметил, что они отличаются от электромагнитов тем, что существуют не только в янтаре, но и в бумаге, хрустальном (фарфоровом) стекле, сере и др. Тади.
В 1672 году немецкий ученый Герике открыл существование зарядов, обладающих не только гравитацией, но и отталкиванием, а в первой половине XVII века англичанин Грей открыл явление электропроводности.
Франц Эпинус, академик из Санкт-Петербурга, утверждает, что жидкости также содержат электричество, которое также толкает и притягивает друг друга, и раскрывает закон сохранения электрического заряда.
В 1759 году Эпинус в своих экспериментах по теории намагничивания и электризации заявил о существовании магнитных и электрических сил. Это означает, что действие сил уменьшается по мере их удаления друг от друга.
Французский военный инженер Шарль Огюстен Кулон (1736–1806) в 1777 году обнаружил силу взаимодействия точечных зарядов через угол вращения, и этот закон вращения определяет силу взаимодействия частиц.
 = S  = угол поворота,
R = крутящий момент,
L = длина троса,
R = радиус каната.

В 1784 году Кулон построил торсионные весы. В случае 360, 180, 90 закрутка резьбы обнаружила изменение угла закрутки в отношении квадрата расстояния между 36 0, 1440, 5760. Кроме того, Кулон определил электрическое и магнитное поля.

В развитии электродинамики электроскоп (стебель пшеницы), изобретенный Вольтой в 1782 году, и электрометр с золотым листом, созданный Беннеттом в 1787 году, были большими достижениями в науке.
Луиджи Гальвани родился в 1737 году в Болонье, Италия. Сначала он интересовался богословием, а затем медицинской физиологией и анатомией. В 1762 году он был назначен учителем медицины в Болонском университете. В 1791 году он создал работу «Влияние электрической силы на движение точки». В результате завоевания Бонапартом Италии была образована республика Цизалкин, но Гальвани был уволен за непризнание республики, что оказало на него сильное влияние, и он умер 4 декабря 1798 года. Его основной работой были эксперименты на лягушках, доказывающие, что в атмосфере есть электрический заряд, а в живом организме есть электрический заряд. По его словам, положительные заряды расположены в нервах тела, а отрицательные - в мышцах. Александр Вольта родился 18 февраля 1745 года в итальянском городе Камо. Он интересовался электрическими явлениями с юных лет. В 1769 году он написал работу о Лейденском банке, а два года спустя - об электрической машине. В 1774 году, работая учителем физики в школе в Камо, он создал электрофорную машину. В 1777 году он получил звание профессора в Павле. В 1783 году он создал конденсаторный электроскоп. В 1800 году он первым создал электрический генератор, принесший ему известность.
Он был избран членом двух парижских академий. Напалион назвал его графом и назначил сенатором Итальянского королевства. Вольта умер 5 марта 1827 года. (В тот же день умерли Лаплас и Френель). В то время как Голва обнаружил действие электрического тока на тело, Вольта обнаружил контактный ток. То есть проводимость электрического заряда в различных металлах. Ганс Кристиан Эрстед родился 14 августа 1777 года в семье датского фармацевта. Эрстет получил степень в области фармации в Копенгагенском университете. В 22 года стал доктором философии. В 1820 году он написал брошюру об экспериментах по воздействию электричества на магнитную стрелку. Он умер 9 марта 1851 года. Эрстет показал влияние силовых линий магнитного поля на проводник с током. Он нашел способ определять силовые линии магнитного поля. Ампер - французский ученый, который изобрел много электромагнетизма.
Андре Мари Ампер. Он родился 22 января 1775 года в семье лионского бизнесмена. Его отец погиб, когда ему было 18 лет, после трагедии в его семье. С 1802 года он преподает физику и химию в школе в Бердж. В 1803 году он преподавал математику в лицее в Лионе. В 1804 г. он преподавал в Политехнической школе в Париже. В 1808 году он стал профессором. Его жизнь была тяжелой. Он умер в командировке 10 июня 1836 года из-за смерти отца, смерти первой жены, выкидыша второй жены и смерти сестры.
Ампер очень много работал над развитием электродинамики. Его нововведения можно увидеть в его данных. 25 сентября, 2, 9, 16, 30 октября, 6, 13 ноября, 4, 11, 26 декабря 1820 г. Он был первым, кто ввел две основные концепции электричества, напряжения и тока. Одна из его основных работ - понятие «электрический ток», «электрическая цепь» из основных понятий. Ампер первым определил механическое взаимодействие токов, изучил их взаимодействие в зависимости от направления тока.
Георг Ом (1787-1854), немецкий учитель, создал закон Ома для части цепи и для всей цепи.
М. Фарадей родился 22 сентября 1791 года в Лондоне в семье кузнеца. Он изучал физику и химию на основе полученных знаний. Это была очень хорошая лекция. Защищены были его первые работы, даже Д.И. Менделеев также упоминает об этом в своей книге по основам химии. Об электромагнитном вращении говорил Валлистон. Эту идею реализовал Фарадей. В 1821 году в результате взаимодействия магнитного поля с электрическим был создан первый электродвигатель. Он опубликовал свою работу «Экспериментальные исследования электричества» в 1831 году. В этой книге были следующие разделы:
1. электрическая индукция;
2. формирование электричества и магнитов;
3. Электрический вид материи.
Кольцо Фарадея легло в основу первого трансформатора. Джеймс Клерк Максвелл родился в Шотландии 13 июня 1833 года. Его отец был очень культурным, творческим и путешественником. Его отец научил его интересу к астрономии и наблюдению за небесными телами. Впервые заинтересовался геометрией. В 1847 году он создал теорию упругих тел, выступив с докладом «Равновесие упругих тел» в Академии Королевского общества Эдинбурга. Максвелл усовершенствовал работу Фарадея и создал теорию электромагнитного поля. Он был идеальным ученым во всех отношениях. Он также был теоретиком, экспериментатором и техником. Максвелл умер от рака 5 ноября 1879 года.