Elektrika.cz, reportážní portál instalační elektrotechniky, vyhlášky, schémata zapojení .

 
Oddíly
reklama
Bleskovky
Osobní nástroje
FUTURE okénko - V nejbližších dnech se zde dočtete ...
  • Svůj pohled na sousední megaveletrh Light+Building ve Frankfurtu popisuje český elektrikář. Nezůstává pouze u jednoho selfie o své přítomnosti v Německu a prozrazuje proč se vydal tak daleko. Čím ho to obohatilo? Jak se dívá na budoucnost veletržních ...

#EH: ELEKTŘINA - ZDROJ SÍLY


Document Actions
#EH: ELEKTŘINA -  ZDROJ SÍLY
Energie utajená v palivu, síla řek a vodopádů, síla větru začaly sloužit člověku teprve tehdy, když je přiměl, aby uváděly v pohyb elektrický generátor. Energie, přeměněná v elektrický proud, mohla opustit místo svého zrodu a vejít do závodů, továren a domů. Více o historii elektrické energie se dočtete zde ...
Tým portálu Elektrika, ze dne: 21.10.2011
reklama


Energie utajená v palivu, síla řek a vodopádů, síla větru začaly sloužit  člověku teprve tehdy, když je přiměl, aby uváděly v pohyb elektrický generátor. Energie, přeměněná v elektrický proud, mohla opustit místo svého zrodu a vejít do závodů, továren a domů. Elektrický proud koluje jako zázračná krev v žilách vodičů a nutí pracovat i mohutný lis i maličký stolní ventilátorek. Elektřina se zapřahá do tisící tunových vlaků a lehkými nárazy pohybuje ručičkami pouličních hodin. Elektrické motory, nepředstižné v jednoduchosti řízení a drobící energii, přicházející z daleka, staly se nerozlučnou, organickou částí moderních strojů a přístrojů.


Obr. 1 Jakobiho první elektřinou poháněná loď na světě

Dynamoelektrický stroj, transformátor, síť elektrického přenosu, opět transformátor a nesmírné množství elektromotorů to je podivuhodný řetěz, na němž visí silové hospodářství našeho průmyslu i dopravy. My, Rusové, jsme hrdí na to, že rozhodující úloha při vytváření všech článků tohoto řetězu připadla ruským technikům. Na podzim v roce 1838 naskytla se chodcům shluknuvším se na Něvském nábřeží' zajímavá podívaná. Na řece plula loďka bez veslařů. Na lodi byla sice lopatková kola, avšak nebylo komínu, nebylo slyšet hukot stroje, nebylo vidět kotouče dýmu a páry, tyto obvyklé průvodce parního stroje, který právě v té době byl obdivován. Jakási nepochopitelná síla přiměla lopatková kola, aby se točila, takže loď se čtrnácti cestujícími rychle plula proti silnému proudu Něvy.


Obr. 2 Boris Semjonovič Jakobi (1801-1874)

Tak před více než sto lety byla po prvé na světě vyzkoušena loď poháněné elektřinou "babička" dnešních velkých lodí, poháněných elektricky. Tuto loď s elektromotorem napájeným z baterie galvanických článků zkonstruoval ruský akademik Boris Semjonovič Jakobi vynalezl v roce 1834 první elektromotor, jehož bylo možno prakticky použít. V témž roce, kdy Boris Semjonovič Jakobi postavil loď poháněnou elektřinou, zkonstruoval zvláštní elektromotor pro železniční vozík; byl to první smělý pokus elektrifikovat železnice. Můžeme právem považovat Jakobiho za průkopníka elektroenergetické techniky; jeho elektromotor znamenal počátek využití přeměny elektrické energie na energii mechanickou. Elektromotor Jakobiho zahájil novou dobu v rozvoji techniky.

Mnozí konstruktéři na západě se pokoušeli zkonstruovat elektromotor napodobením parního stroje. Snažili se přimět kotvy svých strojů, aby se vlivem elektromagnetů pohybovaly vratné, střídavě sem a tam (jako se pohybuje píst ve válci parního stroje). Tento pohyb by se pak přenášel klikovým ústrojím na hřídel.

Jakobi nastoupil jinou cestu. Při řešení otázky využití elektrické energie, jež se tak značně lišila od tehdy vládnoucího "veličenstva páry", Jakobi se správně odpoutal od starých konstrukčních zásad, v daném případě nevhodných, a sestavil nové schema stroje.

Elektromotor Jakobiho se skládal z otáčejícího se bubnu, na jehož obvodu byly upevněny elektromagnety, a ze souboru elektromagnetů nehybně upevněných na obvodu rámu stroje. Při zapojení proudu se obojí elektromagnety vzájemně přitahovaly, takže se buben pootočil o malý úhel. Zvláštním ústrojím - pravzorem dnešního kolektoru - přepojoval se proud tak, že buben byl neustále pootáčen vzájemným působením pólů elektromagnetů.

Takovým způsobem dával motor stálý točivý pohyb, který se mohl přeměnit v jiné druhy pohybu mnohem snadněji než vratný pohyb. Těmito slovy zdůraznil vynálezce podstatnou novotu svého motoru. Elektromotor Jakobiho a jeho otáčivý, bezprostředně získaný pohyb bez přímočaře se pohybujících součástí je předchůdcem všech elektrických motorů a generátorů. Obzvláště důležitou zvláštností motoru Jakobiho bylo, že mohl pracovat i jako dynamo, t. j. mohl vyrábět elektrický proud, kdyby byl uveden do pohybu mechanickou energií.

V šedesátých a sedmdesátých letech XIX. století Jakobi ještě jasněji a určitěji před vědci prokázal zvratný princip svého stroje; dokázal totiž, že týž elektrický stroj sloužil střídavě i jako generátor, i jako elektromotor. Nejdůležitější vlastnost elektrických strojů, jejich zvratný cyklus uskutečněný po prvé v motoru Jakobiho, objevil a přesně vyjádřil v obecném zákoně jeho přítel a spolubojovník, petrohradský vědec E. Ch. Lenc.

Lenc se velmi činně účastnil prací Jakobiho na elektromotorech; oba přátelé s nadšením pracovali v Komisi pro výzkum použití elektromagnetů pro pohyb strojů. Tato komise uvedla ve zprávě o jejich pracích, pojednávajících o stanovení principů činnosti elektromagnetických strojů a zákonů elektromagnetismu: "… komise s potěšením potvrzuje, že výzkumy Jakobiho a Lence více a podstatněji přispěly k objasnění kvantitativních vztahů elektromagnetismu než všechny ostatní pokusy novější doby."

V čtyřicátých letech vydal dobrodruh Wagner v Berlíně knížku, v níž se pokusil vydávat elektromotor Jakobiho za svůj vynález. Výmysl Wagnerův ztroskotal. Vědecké časopisy pranýřovaly tohoto podvodníka. Jména Borise Semjonoviče Jakobiho vzpomeneme ještě mnohokrát. V dějinách elektrotechniky zanechal tento veliký vědec svými znamenitými, všestrannými pracemi nevyhladitelné stopy. Jakobi byl nejen velice nadaným badatelem, nýbrž i znamenitým inženýrem-praktikem a pedagogem. Založil "školu  galvanerů", jež byla prvním elektrotechnickým školním ústavem na světě.

Lenc, spolubojovník Jakobiho, zabýval se hlavně theoretickým výzkumem. Velký význam v elektrotechnice má jeho zákon udávající směr indukovaného proudu. Lencův zákon umožňuje nám určit, známe-li směr proudu vzniklého ve vodiči a polohu tohoto vodiče vzhledem k jiným vodičům, jaký směr budou mít indukované proudy v těchto vodičích. Tento Lencův zákon slouží dodnes jako základ elektrodynamických výpočtů a tvoří zároveň se zákonem o zvratném principu elektrických strojů zlatý fond theoretické elektrotechniky.


Obr. 3 Otcem moderního elektromotoru je elektromotor Jakobiho z r. 1834

Ruský genius objevil již v prvých desetiletích XIX. století hlavní zákony elektrických strojů, avšak doba jejich praktického využití se dostavila mnohem později. V době, kdy vládla pára, spokojil se průmysl ještě s parním strojem. Další významný krok v rozvoji základů elektrotechniky je spojen se jménem velikého ruského fysika Alexandra Grigorjeviče Stoletova.

Přistupuje-li inženýr ke  konstruování dynama, motoru, elektromagnetu, transformátoru, krátce jakéhokoli elektrického stroje, obsahujícího železo, musí napřed propočítat příslušná železná jádra. Aby se zjistily magnetické vlastnosti látek, provádějí se v laboratořích zkoušky k určení magnetických křivek, zkoumá se růst magnetisace zkušebního vzorku v souvislosti se zesilováním magnetického pole, vzbuzeného vinutím.


Obr.  4 Alexander Grigorjevič Stoletov (1839-1896)

Všechny tyto výpočty a zkoušky bylo možno provádět teprve potom, když mladý vědec A. G. Stoletov uveřejnil v roce 1872 svou disertaci "Výzkumy o funkci magnetisace měkkého železa". Stoletov první určil závislost magnetických vlastností železa na intensitě magnetizujícího pole. Sám Stoletov si uvědomoval význam své práce pro inženýrskou praxi a napsal: "Znalost vlastností železa, týkajících se dočasné magnetisace, je tu stejně potřebná jako znalost vlastností páry pro theorii parních strojů. Pouze na základě takových znalostí můžeme napřed posoudit nejvýhodnější konstrukci stroje a napřed vypočíst jeho účinnost."

Dodnes se zachovala důmyslná methodika Stoletovova, jenž ke zkoumání magnetických vlastností látek po prvé použil balistického galvanometru a kruhového tvaru zkušebního vzorku, čímž se vyloučily chyby vyskytující se při zkoumání vzorků jiných tvarů. Theorie ferromagnetismu, založená Stoletovem, byla v dalším vývoji úspěšně prohloubena pracemi sovětských magnetologů. Jeden z vynikajících představitelů sovětské magnetologie, řádný člen Akademie věd BSSR N. S. Akulov, objevil důležitý zákon ferromagnetismu, jenž vyjadřuje závislost magnetických vlastností ferromagnetických krystalů na směru, jímž se tyto vlastnosti vyšetřují. Zákon magnetické anisotropie je základem propočtu rozmanitých magnetických úkazů a dalšího rozvoje theorie ferromagnetismu. Potřeby elektrického osvětlování napomáhaly rozvoji elektrotechniky. Elektrická svítidla si vynucovala konstruování silnějších, levnějších a spolehlivějších zdrojů proudu, než byly galvanické články, které sloužily v počátcích elektrotechniky jako jediné zdroje energie.

Ruští vynálezci byli v prvních řadách techniků vytvářejících jak svítidla sama, tak i konstrukce potřebných zařízení dynamoelektrických strojů, transformátorů, komutátorů, elektrických armatur. Časopis "Ruský věstník" napsal: "Naši krajané zůstávají v čele výzkumů směřujících k zdokonalování a zjednodušování přístrojů k elektrickému osvětlování a úspěšně si počínají na tomto obtížném a mnohotvárném kolbišti. Zásluhy ruských pracovníků o praktické upotřebení elektrického proudu k osvětlování ve velkém měřítku a o zjednodušování přístrojů k tomu potřebných jsou mimo všechnu pochybnost, takže jsou již nyní uznávány celou Evropou."

Doba zavádění elektrického osvětlení se honosí množstvím znamenitých objevů, vynálezů a zdokonalení v oboru výroby elektrické energie a její přeměny v energii mechanickou. Sluší tu vzpomenout Jabločkova, který sestrojil transformátor, bez něhož není možné ani jediné nynější elektroenergetické zařízení. Jemu patří čest vynálezu nového typu kotvy pro dynamoelektrické stroje a elektromotory, bubnové kotvy nejdokonalejší konstrukce. Kotvy dřívějších konstrukcí se vyráběly jako železné prstence ovinuté drátem. Bylo velmi obtížné zhotovit takové prstence, ovinout je drátem a nakonec skloubit takovou kotvu se strojem. Kromě toho stroje s takovou kotvou měly malou účinnost. Pouze malá část mechanické energie, spotřebované na otáčení kotvy, přeměnila se v elektrickou. Bubnová kotva Jabločkovova byla sestrojena ve tvaru železného válce, nasazeného na ose. Vinutí se ukládalo do drážek, jež byly vypilovány na povrchu válce. Zhotovení takové kotvy bylo mnohem jednodušší než výroba kotvy prstencové. Avšak hlavní předností Jabločkovovy kotvy byla její vysoká účinnost, jež byla mnohem větší než u kotev staré konstrukce. Příčina záležela v tom, že bylo možno ponechat vůli mezi póly statoru a bubnovou kotvou mnohem menší než u kotvy prstencové.

Jabločkov svou kotvou elektrotechniku neocenitelně obohatil. A opět se žádostivé ruce vztáhly po pozoruhodném úspěchu ruského genia. Německý inženýr Hefner-Alteneck, dověděv se z publikací o Jabločkovově kotvě, spěchal podle příkladu Wagnerova a Schuckertova přisvojit si tento vynález. Dokonce se mu podařilo získat patent a od těch dob uvádějí buržoasní vědečtí historikové tohoto muže jako vynálezce bubnové kotvy.


Obr.  5 Bubnová kotva Jabločkovova

Jabločkov zkonstruoval několik typů dynamoelektrických strojů, mezi nimiž vyniká jeho alternátor, jeden z prvních a nejúspěšnějších strojů tohoto typu. Alternátory, stroje vyrábějící střídavý proud, staly se potom základem průmyslové elektrotechniky. I jiní ruští inženýři a vědci D. Lačinov, A. Poleško, M. Dolivo-Dobrovolskij, účastnili se činně konstruování dynamoelektrických strojů.

Velikého úspěchu v oboru silové elektrotechniky dosáhl inženýr Čikolev, který v roce 1872 spojil vjedno elektromotor se šicím strojem, to znamená, že uskutečnil první individuální pohon pracovního stroje. Užitečnost této znamenité technické novinky se uplatnila v nebývalé míře v naší době. Individuální elektrický pohon obráběcích a pracovních strojů vůbec je nejdokonalejší způsob využití elektromotoru v průmyslu. Elektrický pohon, zavedený Čikolevem, odstranil z provozoven závodů spleť pohonných řemenů a transmisí, jimiž se dříve přenášela mechanická energie z ústředního parního stroje k obráběcím a pracovním strojům a mechanismům. Čikolev jako první vystihl, že nové síly je nutno využít novým způsobem, že nutno nahradit mechanický převod řemeny a transmise elektrickými vodiči, vedenými k elektromotorům poháněných strojů.

V sedmdesátých a osmdesátých letech XIX. století se elektromotor dále zdokonaloval. Několik konstrukcí elektromotorů pochází od zneuznávaného Jabločkova. Je zajímavé, že se Jabločkovovi podařilo zkonstruovat jeden elektromotor bez použití železných jader. V roce 1890 nastala v elektrotechnice událost, odpovídající svým významem pravé technické revoluci. Ruský inženýr Michail Osipovič Dolivo-Dobrovolskij vynalezl nový druh elektrického proudu - třífázový střídavý proud - a zkonstruoval pro něj docela nový elektromotor, třífázový asynchronní motor, nesrovnatelně jednodušší a vhodnější než motor pro proud stejnosměrný.


Obr. 6  Michail Osipovič Dolivo-Dobrovolskij (1862-1919)

Generátor třífázového střídavého proudu, který sestrojil Dolivo-Dobrovolskij, skládal se vlastně ze tří elektrických strojů, jež byly nasazeny na jednom hřídeli a měly společný stator. Vinutí těchto strojů byla vzájemně pootočena o jednu třetinu obvodu, o 120°. Proto také proudy vycházející z alternátoru třemi vodiči byly taktéž "posunuty" o 120°. To znamená, že když v jednom z vodičů napětí vzrůstalo v kladném směru, klesalo v druhém vodiči a v třetím vzrůstalo ve směru záporném. Vynálezce sestrojiv třífázový asynchronní motor, napájený tímto proudem, využil neobyčejně výhodně a s geniální jednoduchosti třífázového proudu. Takový motor má trojí vinutí, jež je napájeno třífázovým proudem a vytváří v prostoru, obepínajícím rotor motoru, točivé magnetické pole, které uvádí v pohyb i sám rotor. Otáčení magnetického pole, jehož se dříve dosahovalo složitou soustavou přepínací, nastává v motoru ruského vynálezce samo, jen vlivem podstaty třífázového proudu.


Obr. 7  Schema zapojení třífázového asynchronního motoru
Neohrabané stejnosměrné elektromotory byly nahrazeny třífázovým asynchronním motorem na střídavý proud. Vynálezcem tohoto převratného zdokonalení, které umožnilo využití elektrické energie ve velkém měřítku, je ruský inženýr Dolivo-Dobrovolskij'

Tak před sedmapadesáti lety objevil se předek velikého množství průmyslových elektrických strojů - motor na třífázový proud. Tímto vynálezem ruského inženýra získala silová elektrotechnika vše potřebné k svému rozkvětu. Odolné, nenáročné, jednoduché a spolehlivé třífázové motory se staly technickou základnou elektrifikace průmyslu. Byl vytvořen základní typ elektromotoru, avšak tím nebyla práce ukončena. Život požadoval generátory a motory zvláštních vlastností.

Geniální Popov vynalezl radio. Radiotechnika požadovala generátor, jenž by poskytoval proud o vysoké frekvenci. Ruští vynálezci se neopozdili s odpovědí. Již v roce 1912 sestrojil Valentin Petrovič Vologdin alternátor vysoké frekvence, který vystřídal slabou cívku Ruhmkorffovu. Tento vynález neobyčejně napomohl rozvoji radiotechniky. Není divu, že již tehdy byly ruské radiostanice nejsilnější na světě.

Ruští technikové také stále zdokonalovali používání elektrického pohonu. V roce 1903 použili ruští inženýři elektřiny také k pohonu lodí. V tom roce byly postaveny elektrické lodi "Sarmat" a "Vandal". Dieselovské motory těchto lodí poháněly dynamoelektrické stroje, které svou energii dávaly elektromotorům spojeným s hřídelem lodních šroubů. Elektrických lodí se v naší době používá stále více jsou mnohem lépe ovladatelné a řiditelné než ostatní lodi. U ponorek zůstává princip elektrického pohonu téměř právě tak, jak jej vynalezl Jakobi. Pro plavbu ponorky pod vodou není lepšího pohonného motoru než elektromotor napájený baterií akumulátorů; elektromotor nevyvíjí plyny a nepotřebuje vzduch. Sovětská věda a technika čerpají z bohatého odkazu, zanechaného ruskými elektrotechniky. V naší zemi se elektroenergetika bouřlivě rozvíjí. Jasným svědectvím toho jsou stavby mnohých mohutných elektráren, které jsou znamenitým příspěvkem k vybudování hmotné základny komunismu.

 

Tento článek je ukázkou z knihy: VYPRÁVĚNÍ O RUSKÝCH VYNÁLEZCÍCH A OBJEVITELÍCH, z roku 1955.

 

 
 

 

Diskutující k tomuto článku

   (počet diskutujících: 1)
TEXT Z OBLASTÍ SOUVISEJÍCÍ KONTAKT


FIREMNÍ TIPY
Umíte odpovědět? Vysvětlete, proč musíme elektrické stroje chladit a co by se stalo, kdybychom je nechladili. Popište rozdíly mezi chlazením vzduchem a chlazením kapalinou. Vysvětlete, jak teplo putuje elektrickým strojem a jak nám tepelný okruh pomáhá toto teplo správně odvést. Co přesně znamená ventilace v kontextu elektrických strojů? Jaký je rozdíl mezi ...
V přednášce na konferenci SOLID Team se Miroslav Záloha ze SUIP zmínil také o nutnosti a významu technické dokumentace při revizích. Přestože jsou běžné argumenty o ztrátě nebo zastarání dokumentace, zdůraznil, že legislativa, vládní nařízení a provozní bezpečnostní předpisy, jasně stanovují povinnost udržování a aktualizace technické dokumentace. Připomněl význam dokumentace pro správné provedení revize. Hlavním bodem bylo, že revizní technik musí nejen ... Více sledujte zde!
Digitalizace nás kromě jiných služeb zasypává také daty. Máme tolik dat, že se v nich často nemůžeme vyznat. O tom, co nám dnes poskytuje digitalizovaná knihovna, hovořím s Petrem Žabičkou z Moravské zemské knihovny. Žijeme v době, kdy nové publikace nevznikají, nejsou žádní autoři odborných článků. Jsme zasypávání krátkými reklamními úryvky a zdroje ke studiu nám zůstávají skryty pod tlustou vrstvou marketingových cílů. Co s tím?
Jaké problémy mohou nastat při tvorbě projektových dokumentací hromosvodu pro rodinné domy? Je časté, že nízká kvalita dokumentace komplikuje práci realizovních firem? Co obvykle chybí v těchto nedostatečných projektech? Jak důležitá je analýza rizik v projektování hromosvodů? Co všechno by měla obsahovat kvalitní technická zpráva? Je pravda, že někteří lidé nevědí, jak by měla správná dokumentace vypadat, a jsou spokojení jen s několika listy papíru? Jaký rozdíl je mezi zkušenými projektanty a těmi, kteří "podvádějí" v projektování? Co všechno zahrnuje dobře vypracovaný projekt hromosvodu a uzemnění?
DALŠÍ FIREMNÍ ODKAZY
Hledáte odolná svítidla pro žárovky nebo úsporné zdroje? Používáte na stavbách často pohyblivé prodlužovací přívody? Pak by vás mohla zajímat PUR, prakticky nezničitelná trojzásuvka!
Definice průmyslových svítidel. Průmyslové svítidlo je speciálně navržené a vyrobené pro použití v průmyslových prostředích, kde může být vystaveno náročnějším podmínkám, jako jsou vyšší nebo nižší teploty, vlhkost, prach, chemikálie, mechanické nárazy a vibrace. Je konstruováno tak, aby odolávalo těmto extrémním podmínkám, a často splňuje specifické bezpečnostní a výkonové normy relevantní pro daný ...
Máte z ploužení autem v městské dopravě či hledání místa k parkování stresové stavy? Neholdujete motorkám a jízdu na kole spojujete s námahou, pocením a nutným převlékáním? Elektrická kola eliminují nevýhody klasických kol a stávají se novým fenoménem v dopravě ...
Častou negativní zkušenost mají (nejen) elektrotechnici z přístupu stavebních úřadů. Nejedná se tentokrát o problém "tvrdohlavosti" úřadu, ale naopak o přílišnou benevolentnost, hraničící až s ignorací zákonných vyhlášek a nařízení. Zajímali jsme se tedy o zkušenosti se stavebními úřady a pohled odborníků na danou problematiku ...
Terminolog
Týdenní přehled
Přihlašte si pravidelné zasílání týdenního přehledu
Vyhledávání
Hledaný text zadávejte prosím s diakritikou



Panacek
reklama
Tiráž

Neomezený náklad pro česky a slovensky hovořící elektrotechnickou inteligenci.

ISSN 1212-9933