Начало применению электроэнергии для технологических целей положили ещё работы Якоби (1838), предложившего использовать электрический ток для получения металлических копий и для нанесения металлических покрытий (см. ) .
Но расширение области практического использования электрической энергии стало возможно лишь в 70-80-е гг. 19 в. с решением проблемы передачи электроэнергии на расстояние. В 1874 Ф. А. пришёл к выводу об экономической целесообразности производства электроэнергии в местах, где имеются дешёвые топливные или гидроэнергетические ресурсы, с последующей передачей её к потребителю. В 1880-81 Д. А. и М. независимо друг от друга предложили для уменьшения потерь электроэнергии в (ЛЭП) использовать ток высокого напряжения. Первая линия электропередачи на постоянном токе была построена Депре в 1882 между городами Мисбахом и Мюнхеном (длина линии 57 км,напряжение в ней 1.5-2 кв) .Однако попытки осуществить электропередачу на постоянном токе оказались неэффективными, т. к., с одной стороны, технические возможности получения постоянного тока высокого напряжения были ограничены, а с другой - было затруднено его потребление. Поэтому наряду с использованием для передачи электроэнергии постоянного тока велись работы по применению в тех же целях однофазного ,напряжение которого можно было изменять (повышать и понижать) с помощью однофазного трансформатора. Создание промышленного типа такого трансформатора (О. ,М. ,К. ,1885, и др.) по существу решило проблему передачи электроэнергии. Однако широкое распространение однофазного переменного тока в промышленности было невозможно из-за того, что однофазные электродвигатели не удовлетворяли требованиям промышленного электропривода, и поэтому применение однофазного переменного тока ограничивалось лишь установками электрического освещения.
В 70-80-е гг. 19 в. электроэнергию начали использовать в технологических процессах: при получении алюминия, меди, цинка, высококачественных сталей: для резки и сварки металлов; упрочнения деталей при и т. д. В 1878 Сименс создал промышленную конструкцию электроплавильной печи. Методы дуговой были предложены Н. Н. (1885) и Н. Г. (1891).
К концу 70-х гг. относятся также первые попытки использования электроэнергии на транспорте, когда Пироцкий провёл испытания вагона, на котором был установлен электрический тяговый двигатель. В 1879 Сименс построил опытную электрическую дорогу в Берлине. В 80-е гг. трамвайные линии были открыты во многих городах Западной Европы, а затем в Америке (США). В России первый трамвай был пущен в Киеве в 1892. В 90-е гг. электрическая тяга была применена и на подземных железных дорогах (в 1890 в Лондонском метрополитене, в 1896 - в Будапештском), а затем на магистральных железных дорогах.
В конце 19 в. промышленное использование электроэнергии превратилось в важнейшую комплексную технико-экономическую проблему - наряду с экономичной электропередачей необходимо было иметь электродвигатель, удовлетворяющий требованиям электропривода. Решение этой проблемы стало возможным после создания многофазных, в частности трёхфазных, систем (см. )переменного тока. Над этой проблемой работали многие инженеры и учёные (Н. ,американский учёный Ч. Брэдли, немецкий инженер Ф. Хазельвандер и др.), но комплексное решение предложил в конце 80-х гг. М. О. ,который разработал ряд промышленных конструкций трёхфазных ,трёхфазных трансформаторов, и в 1891 построил трёхфазную линию электропередачи Лауфен - Франкфурт (длина линии 170 км) .
Современное состояние Э.Практическое применение трёхфазных систем положило начало современному этапу развития Э., который характеризуется растущей электрификацией промышленности, сельского хозяйства, транспорта, сферы быта и др. Увеличение потребления электроэнергии обусловило строительство мощных электростанций, электрических сетей, создание новых и расширение действующих электроэнергетических систем. Строительство мощных ЛЭП высокого напряжения привело к разработке разнообразного высоковольтною оборудования, электроизоляционных материалов, средств электроизмерительной и преобразовательной техники и т. д., а также стимулировало улучшение конструкций электрических машин и аппаратов, разработку методов анализа процессов в цепях переменного тока (работы Ч. П. и др.). Совершенствование электротехнических устройств способствовало формированию таких научных дисциплин, как ,теория ,теория электрических машин, электропривод и др. Успехи Э. оказали существенное влияние на развитие и , и ,а также и .
Один из важных разделов Э. - электромеханика охватывает вопросы преобразования энергии, практическое решение которых на широкой научной основе потребовало разработки специальных методов, связанных с анализом и описанием процессов, протекающих именно в электротехнических устройствах. Математическое описание таких процессов основано на решении уравнений Максвелла. При этом их дополняют уравнениями, описывающими конкретный процесс, или используют .Так, на основе разработаны различные формализованные методы, среди которых наибольшее практическое применение при исследовании процессов, протекающих в электрических системах, машинах и аппаратах, находят методы: исключения уравнений с периодическими коэффициентами для взаимно перемещающихся цепей; выбора наиболее целесообразных систем ,анализа в электрических цепях; определения устойчивости работы нерегулируемых и регулируемых электрических машин, связанных линиями электропередачи, и др. Значительный вклад в развитие этих методов сделали А. А. Горев, П. С. Жданов, С. А. ,американский учёный Р. X. Парк, английские учёные О. ,Г. Крон и др. Их труды легли в основу математической теории электрических машин и открыли возможность для применения сложного математического аппарата ( , ,теории матриц, ) при решении разнообразных прикладных задач, в частности связанных с изучением сложных электромеханических систем, переходных электромеханических и электромагнитных процессов, Использование тензорного исчисления привело к появлению такого приёма исследования, как диакоптика, при котором данные, характеризующие всю сложную систему (например, электрическую цепь, содержащую сотни и тысячи узлов и ветвей), можно получать, рассматривая поведение её отдельных частей. Особенно эффективным стало употребление формализованных методов в сочетании с машинным проектированием, являющимся одним из перспективных направлений при рассмотрении современных задач электромеханики (в частности, задач синтеза, решаемых на основе и теории направленных графов). Формализованные методы используют при исследовании многих проблемных задач Э., например таких, как изучение нелинейных цепей (а также возникающих в них гармонических и субгармонических колебаний), проводимое на основе методов анализа и синтеза, разработанных ранее для линейных цепей и трудах А. М. ,Н. М. Крылова, Н. Н. ,Л. И. ,Н. Д. ,А. А. и др. Важное направление современной Э. - разработка теоретических и экспериментальных методов исследований, основывающихся на ,аналоговом и физическом ,теории планирования эксперимента и позволяющих решать ряд принципиальных научно-технических проблем Э. К ним, в частности, относятся вопросы совершенствования существующих способов передачи электроэнергии и разработка новых. В круг этих вопросов входят: исследования процессов, протекающих в линиях электропередачи и преобразовательных устройствах; разработка и совершенствование управляемых элементов коммутационной аппаратуры; создание полупроводниковых преобразователей, способных эффективно работать в сочетании с электромеханическими устройствами (см. ) ,а также изучение возможности использования гиперпроводников и сверхпроводников в линиях электропередачи.
Большое практическое значение имеет разработка способов оптимального управления сложными электроэнергетическими системами и повышения их надёжности. Решение этих задач основывается на использовании методов моделирования и .Необходимое условие для повышения устойчивости и надёжности работы электроэнергетических систем - создание мощных симметрирующих устройств, статических регуляторов и другой аппаратуры, обеспечивающей оптимальные режимы работы систем.
Важные направления Э. - создание сложных электромагнитных полей с заданными свойствами, требующее разработки методов расчёта и моделирования электрических и магнитных полей в ферромагнитных, плазменных и других нелинейных и анизотропных средах, а также исследование и определение оптимальной конфигурации систем (в частности, сверхпроводящих), создающих сильные магнитные поля; разработка теории управления электромагнитными полями и методов синтеза систем, создающих эти поля.
Значительный интерес представляет изучение импульсных полей высокой интенсивности (см. высоких напряжении), в т. ч. разработка методов анализа взаимодействия таких полей с веществом, исследование тепловых и электродинамических процессов в электроэнергетических устройствах предельных параметров. Результаты этих работ находят применение при создании магнитопроводов для сверхмощных и .
Теоретические и экспериментальные методы Э. нашли своё развитие в ряде др. отраслей науки и техники, связанных, в частности, с исследованием свойств вещества (полупроводников, плазмы), с разработкой и созданием средств ядерной и лазерной техники, изучением явлений микромира и жизнедеятельности живых организмов, освоением космического пространства.
Достижения Э. используются во всех сферах практической деятельности человека - в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, быту и т. д. выпускает машины и аппараты для производства, передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии; разнообразную электротехническую аппаратуру и технологическое оборудование; электроизмерительные приборы и средства электросвязи: регулирующую, контролирующую и управляющую аппаратуру для систем автоматического управления; электробытовые приборы и машины, медицинское и научное оборудование и др.
Научные учреждения и организации, периодические издания.Большую роль в развитии Э. играют международные организации: Международная электротехническая комиссия (МЭК), Международная конференция по большим системам (СИГРЭ), Международная конференция по применению вычислительных методов в электротехнике (ПИИСИСИ), Международная организация по электротехнике (Интерэлектро), Всемирная электротехническая конференция (ВЭлК). Активное участие в работе этих организаций принимают советские учёные. В СССР научные исследования по Э. проводятся во Всесоюзном электротехническом институте им. В, И. Ленина (ВЭИ, Москва), Государственном научно-исследовательском энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского (ЭНИН, Москва), Всесоюзном НИИ электромеханики (ВНИИЭМ, Москва), Всесоюзном НИИ электропривода (ВНИИЭ, Москва), Всесоюзном НИИ источников тока (ВНИИТ, Москва), Московском энергетическом институте (МЭИ), Ленинградском электротехническом институте (ЛЭТИ), во Всесоюзном НИИ электромашиностроения (Ленинград), НИИ постоянного тока (НИИПТ, Ленинград), а также во многих научных центрах других городов Советского Союза.
Вопросы Э. освещаются на страницах многочисленных периодических изданий. В СССР издаются общесоюзные журналы « », « », « »и др.; за рубежом наиболее известны «EEI Bulletin» (N. Y., с 1933), «Energi International» (S. F., с 1963), «Revue de l’energie» (P., с 1949), «Electrical Review» (L., с 1872).
Лит.:Основы электротехники, под ред. К. А. Круга, М. - Л., 1952; Крон Г., Применение тензорного анализа в электротехнике, пер, с англ., М - Л., 1955; История энергетической техники СССР. т. 1-2, М. - Л., 1957; История энергетической техники, 2 изд., М. - Л., 1960; Уайт Д., Вудсон Г., Электромеханическое преобразование энергии, пер. с англ., М. - Л., 1964; Поливанов К. М., Теоретические основы электротехники, 2 изд., ч. 1, 3, М., 1972-75; Жуховицкий Б. Я., Негневицкий И. Б., Теоретические основы электротехники, ч. 2. М. - Л., 1965; Сешу С., Рид. М. Б., Линейные графы и электрические цепи, пер. с англ., М., 1971; Мельников Н. А., матричный метод анализа электрических цепей, 2 изд., М., 1972; Нейман Л. Р., Демирчян К. С., Теоретические основы электротехники, 2 изд., т. 1-2. Л., 1975; Стеклов В. Ю., В. И. Ленин и электрификация, 2 изд., М., 1975; Веселовский О. Н., Шнейберг Я. А., Энергетическая техника и её развитие, М., 1976; Энергетика СССР в 1976-80 гг., под ред. А. М. Некрасова, М. Г. Первухина, М., 1977.
В. А. Веников, Я. А. Шнейберг.
«Электротехника»
«Электроте'хника»,ежемесячный научно-технический журнал министерства электротехнической промышленности СССР и Центрального правления научно-технического общества энергетики и электротехнической промышленности. Издаётся в Москве. Основан в 1930 (до сентября 1963 выходил под названием «Вестник электропромышленности»). Освещает актуальные теоретические и практические вопросы электротехники, публикует материалы о новых разработках, методах расчёта и технологии производства электрических машин, оборудования и приборов. Тираж (1978) 13,5 тыс. экз.
Электротехническая керамика
Электротехни'ческая кера'мика,обширная группа используемых в промышленности керамических материалов ( , , , ) ,обладающих прочностью и необходимыми электротехническими свойствами (большим удельным электрическим сопротивлением - объёмным и поверхностным, высокой электрической прочностью, сравнительно небольшим тангенсом угла диэлектрических потерь). В производстве этого типа используются минеральное сырьё и другие исходные материалы высокого качества. Спекание производится в туннельных и конвейерных печах с автоматического регулированием режима обжига. Среди разных типов Э. к. 1-е место по объёму выпуска занимает электрофарфор.
Лит.:Новая керамика, М., 1969; Аветиков В. Г., Зинько Э. И., Магнезиальная электротехническая керамика, М., 1973; Никулин Н. В., Кортнев В. В., Производство электрокерамических изделий, 3 изд., М., 1976.
Электротехническая промышленность
Электротехни'ческая промы'шленность,отрасль промышленности, производящая электротехническую продукцию для производства, передачи и потребления электрической энергии. Возникла в 80-х гг. 19 в.; особенно быстро развивалась в Германии и США, где с самого начала была монополизирована крупнейшими промышленными объединениями.
В дореволюционной России в конце 19 в. были созданы филиалы ряда зарубежных компаний. Становление этой отрасли отечественной промышленности после Октябрьской революции 1917 связано с осуществлением ленинского плана ГОЭЛРО. В 1921 был образован 1-й в стране научный электротехнический центр - Государственный научно-экспериментальный электротехнический институт (Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина). В 1924 Э. п. достигла уровня 1913.
В годы довоенных пятилеток (1929-40) Э. п. получила развитие в Ленинграде, Москве, Харькове. Номенклатура Э. п. включала все основные виды силового и слаботочного оборудования. В начале Великой Отечественной войны 1941-45 значительная часть предприятий перебазировалась в районы Поволжья, Урала, Сибири и Средней Азии, где производилось электротехническое оборудование для обороны страны. После войны Э. п. была восстановлена и развивалась быстрыми темпами. В 1948 объём производства электротехнической продукции достиг уровня 1940, а в 1955 превысил его в 8 раз. В эти годы крупные электротехнические комплексы были созданы в Азербайджанской ССР, Армянской ССР, БССР, Грузинской ССР, Молдавской ССР, Узбекской ССР, УССР, в республиках Прибалтики, в районах Сибири и Поволжья, что позволило непрерывно увеличивать выпуск электрооборудования в стране (см. табл. 1).
Табл. 1. - Производство важнейших электротехнической продукции в СССР
| Виды продукции | 1940 | 1950 | 1960 | 1970 | 1976 |
| Генераторы к турбинам, млн. квт | 0,5 | 0,9 | 7,9 | 10,6 | 16,6 |
| Электромашины крупные, тыс. шт. | 0,3 | 1,4 | 8,0 | 17,0 | 25,9 |
| Электродвигатели переменного тока мощностью свыше 100 квт, тыс. шт. | 3,1 | 15,8 | 19,5 | 28,0 | 37,8 |
| Электродвигатели переменного тока мощностью от 0,25 до 100 квт, тыс. шт. | 261 | 787 | 2850 | 5837 | 8513 |
| Трансформаторы силовые, млн. кв·а | 3,5 | 10,2 | 49,4 | 106 | 144 |
Э. п. выпускает силовое электротехническое оборудование, технические характеристики которого соответствуют мировому уровню развития науки и техники: двухполюсные турбогенераторы мощностью 800 Мвт;гидрогенераторы мощностью до 500 Мвт;высоковольтное оборудование на 750 кв;полупроводниковые преобразователи мощностью до 10 Мвт;рудотермические печи мощностью 72 Мв· а;электрические машины всей номенклатуры и др.
В связи с быстрым ростом масштабов производства и появлением новых технических направлений из Э. п. выделились производство радиотехнического оборудования, средств связи, электроизмерительных приборов, автотракторного электрооборудования.
Ведущие производственные объединения Э. п.- «Электросила», «Запорожтрансформатор», «Динамо», «Уралэлектротяжмаш», «Светотехника», «Москабель», заводы - Московский электромеханический им. Владимира Ильича, харьковские «Электротяжмаш» и электромеханический (ХЭМЗ), Новочеркасский электровозостроительный (НЭВЗ), ленинградский «Электрик», «Сибэлектротяжмаш». (Новосибирск).
Э. п. СССР - наукоемкая отрасль промышленности. Научную базу Э. п. составляют различные научно-исследовательские, проектно-конструкторские и технологические организации, в том числе научно-технические центры высоковольтного оборудования (ВЭИ им. В. И. Ленина), крупного электромашиностроения (ВНИИ-электромаш), трансформаторостроения (ВИТ), электротермического оборудования (ВНИИЭТО), электросварочного оборудования (ВНИИЭСО), светотехнического оборудования (ВНИСИ), кабельной промышленности (ВНИИКП) и др.
В 9-й пятилетке (1971-75) выпуск продукции по сравнению с 8-й пятилеткой (1966-70) увеличился в 1,5 раза, производительность труда возросла на 39%, освоено более 6 тыс. новых изделий, треть продукции отмечена Государственным знаком качества. В десятой пятилетке (1976-80) осваивается выпуск уникального двухполюсного турбогенератора мощностью 1,2 Гвт,электрооборудования для сверхдальних линий электропередачи постоянного тока 1500 кви переменного тока 1150 кв,электровозов мощностью свыше 8000 квт,взрывозащищённого электрооборудования на напряжение 1140 кви др.
Сотрудничество СССР с другими странами социализма в области Э. п. осуществляется на основе социалистической интеграции. В короткие сроки увеличен выпуск основных видов электрооборудования (см. табл. 2) и удовлетворена потребность в нём стран - членов СЭВ. С 1974 Э. п. стран - членов СЭВ и СФРЮ координируется в рамках международной организации по экономическому и научно-техническому сотрудничеству Интерэлектро, что позволяет решать важные экономические и научно-технические проблемы в области Э. п.
Табл. 2. - Производство электрооборудования в странах - членах СЭВ
| 1960 | 1965 | 1970 | 1975 | |
| Генераторы к паровым и газовым турбинам, Мвт | ||||
| Болгария | - | - | - | - |
| Венгрия | 347 | 416 | 473 | 752 |
| ГДР | 551 | 815 | 142 | 192 |
| Польша | 177 | 425 | 1390 | 1290 |
| Румыния | 51 | 26 | 81 | 834 |
| ЧССР | 1023 | 776 | 1166 | 1248 |
| Трансформаторы силовые, млн. кв·а | ||||
| Болгария | 1,17 | 2,67 | 3,26 | 3,29 |
| Венгрия | - | 2,25 | 2,83 | 3,56 |
| ГДР | 5,50 | 7,16 | 9,04 | 11,41 |
| Польша | 3,04 | 5,46 | 8,74 | 13,93 |
| Румыния | 1,58 | 4,23 | 8,77 | 15,97 |
| ЧССР | 4,26 | 5,88 | 6,07 | 7,73 |
СССР оказывает техническую помощь в строительстве предприятий электротехнического профиля ряду развивающихся стран (Индия, Ирак и др.), а также экспортирует готовую электротехническую продукцию во многие страны мира.
Э. п. ведущих капиталистических стран характеризуется высокой степенью монополизации и концентрации. Так, на долю 11 крупнейших электротехнических компаний мира - «Дженерал электрик», «Вестингауз» (США), «Сименс», «АЭГ-Телефункен» (ФРГ), «Мацусита электрик индастриал», «Хитати», «Тосиба» (Япония), «Дженерал электрик» (Великобритания). «КЖЭ» (Франция), «АСЕА» (Швеция), «ВВС» (Швейцария) - приходится более 50% производства электротехнической продукции капиталистических стран (см. также ) .производство силового электротехнического оборудования растет высокими темпами (см. табл. 3).
Табл. 3. - Производство важнейших видов электротехнического оборудования в США и ФРГ (в млн. долл. США по курсу 1973)
| Страны | Электрические машины (включая турбогенераторы) | Трансформаторы | Высоковольтное оборудование | ||||||
| 1955 | 1965 | 1973 | 1955 | 1965 | 1973 | 1955 | 1965 | 1973 | |
| США | 1823 | 1837 | 4820 | 65 | 921 | 1540 | 760 | 1299 | 2205 |
| ФРГ | 347 | 771 | 1341 | 149 | 315 | 478 | 84 | 145 | 303 |
Лит.:Материалы XXV съезда КПСС, М., 1977; Развитие электротехники в СССР, М., 1962; Электротехническая промышленность СССР. [1917-1967 гг.], М., 1967.
Ю. А. Никитин.
Электротехническая сталь
Электротехни'ческая сталь,тонколистовая магнитно-мягкая сталь для магнитопроводов (сердечников) электротехнического оборудования (трансформаторов, генераторов, электродвигателей, дросселей, стабилизаторов, реле и т. д.). В зависимости от требуемого уровня магнитных свойств Э. с. содержит различное количество кремния. В соответствии с технологией производства Э. с. подразделяют на холоднокатаные (изотропные или анизотропные; до 3,3% Si) и горячекатаные (изотропные; до 4,5% Si); в качестве легирующей добавки Э. с. могут содержать до 0,5% Al. Иногда Э. с. условно разделяют на динамную (0,8-2,5% Si) и трансформаторную (3-4,5% Si). Э. с. выпускается в виде листов (часто в рулонах) и узкой ленты толщиной 0,05-1 мм.К Э. с .относится также чистое железо в виде листов или ленты толщиной 0,1-8 ммлибо в виде сортового проката (круг или квадрат) различных размеров. Качество Э. с. характеризуется электромагнитными свойствами (удельными потерями, коэрцитивной силой и магнитной индукцией), изотропностью магнитных свойств (разницей в значениях магнитных свойств металла вдоль и поперёк направления прокатки), геометрическими размерами и качеством листов и полос, механическими свойствами, а также параметрами электроизоляционного покрытия. Снижение удельных потерь в стали обеспечивает уменьшение потерь энергии в магнитопроводах; повышение магнитной индукции стали позволяет уменьшить габариты магнитопроводов; снижение анизотропии магнитных свойств улучшает характеристики устройств с вращающимися магнитопроводами. Э. с. обычно поставляется в отожжённом состоянии. Широкое применение находят высококачественные холоднокатаные Э. с., например Э. с. с ребровой текстурой, характеризующиеся пониженными удельными потерями (для листов толщиной 0,35 ммменее 1 вт/кгпри индукции 1,5 тли частоте 50 гц). Для снятия механических напряжений, возникающих при изготовлении деталей магнитопроводов, проводят дополнительный кратковременный отжиг при 800-850°С. Некоторые Э. с. поставляются в неотожжённом виде; в этом случае для обеспечения заданного уровня магнитных свойств после механической обработки необходимо проводить термическую обработку деталей.
Лит.:Дубров Н. Ф., Лапкин Н. И., Электротехнические стали, М., 1963; Дружинин В. В., Магнитные свойства электротехнической стали, 2 изд., М., 1974.
А. Г. Петренко.
Электротехнические и электронные монополии
Электротехни'ческие и электро'нные монопо'лиикапиталистических стран. Электротехническая н электронная промышленность капиталистических стран относится к высокомонополизированным отраслям производства. В США на предприятиях трёх Э. и э. м. сконцентрировано около 40% общего числа занятых в отрасли, 2 треста выпускают 80% всего электрооборудования в стране, 4 - свыше 50% радиоэлектронной техники, 1 - около 80% ЭВМ и 1 - около 60% электроламп. В ФРГ два концерна контролируют почти 3/ 4выпуска продукции отрасли, в Великобритании, Франции и Италии 3-4 монополии производят 50-70% всей продукции отрасли. Э. и э. м. входят в число крупнейших монополистических объединений мира. В 1975 среди 50 ведущих промышленных монополий было 8 Э. и э. м., оборот которых превышал 5 млрд. долл. Ведущее положение в отрасли занимают монополии США, превосходящие своих конкурентов по абсолютным размерам продаж и по выпуску продукции на одного занятого. Практически во всех крупных капиталистических державах в число первых 3-5 электротехнических и электронных компаний входят либо филиал американских Э. и э. м., либо компания, крупный пакет акций которой принадлежит тресту США. Национальные монополии стран Западной Европы и Японии связаны с американскими трестами лицензионными соглашениями. По масштабам деятельности с американскими компаниями могут равняться лишь ведущие монополии ФРГ и Японии, а также голландский «Филипс». Однако темпы роста продаж монополий в странах Западной Европы и Японии в 1967-73 были существенно выше, чем в США: за эти годы продажи Э. и э. м. ФРГ, Нидерландов, Франции и Японии выросли в 3-4,5 раза, а монополий США - в 0,5-2 раза.