Войти
ENIAC в Филадельфии, поскольку Глен Бек (на заднем плане) и Бетти Снайдер (на переднем плане) программируют его в здании 328 BRL. Фото ок. 1947–1955 В этой статье подробно описывается история электротехники.
Задолго до того, как появились какие-либо знания об электричестве, люди знали о ударах от электрической рыбы. Древнеегипетские тексты, датируемые 2750 г. до н.э., называют этих рыб «Громовержец Нила » и описывают их как «защитников» всех других рыб.. Спустя тысячелетия об электрических рыбах снова сообщили древнегреческие, римские и арабские натуралисты и врачи. Несколько древних авторов, такие как Плиний Старший и Скрибоний Ларг, засвидетельствовали ошеломляющее действие электрошока, нанесенного электрическим сомом и электрические лучи, и знал, что такие разряды могут проходить через проводящие предметы. Пациентам, страдающим такими недугами, как подагра или головная боль, приказывали прикасаться к электрической рыбе в надежде, что мощный толчок их вылечит. Возможно, самый ранний и ближайший подход к открытию тождества молнии и электричества из любого другого источника следует приписать арабам, которые до 15 века имели арабское слово для обозначения молнии ра'ад (رعد) применительно к электрическому лучу.
Древние культуры вокруг знали, что некоторые предметы, такие как стержни из янтаря, можно натирать с кошачьей шерстью, чтобы притягивать легкие предметы, например перья. Фалес Милетский, древнегреческий философ, писавший около 600 г. до н.э., описал форму статического электричества, отметив, что трение мехом о различные вещества, такие как янтарь вызовет особое притяжение между ними. Он отметил, что янтарные пуговицы могут притягивать световые объекты, такие как волосы, и что, если они протирают янтарь достаточно долго, они могут даже получить искру, чтобы подпрыгнуть.
Около 450 г. до н. Э. Демокрит, более поздний греческий философ, разработал атомную теорию, которая была похожа на современную атомную теорию. Его наставнику Левкиппу приписывают ту же теорию. Гипотеза Левкиппа и Демокрита считала, что все состоит из атомов. Но эти атомы, называемые атомами, были неделимы и неразрушимы. Он прозорливо заявил, что между атомами лежит пустое пространство и что атомы постоянно находятся в движении. Он был неправ только в том, что утверждал, что атомы бывают разных размеров и форм, и что каждый объект имеет свою собственную форму и размер атома.
Объект, найденный в Ираке в 1938 году, датированный примерно 250 г. до н.э. и называемая Багдадской батареей, напоминает гальванический элемент и, как утверждают некоторые, использовалась для гальваники в Месопотамии, хотя доказательств этому нет.
A гальваническая батарея, первая батарея 
Алессандро Вольта, самая ранняя батарея изображена императору Наполеону Бонапарту Электричество останется немногим больше, чем интеллектуальное любопытство на протяжении тысячелетий. В 1600 году английский ученый Уильям Гилберт расширил изучение Кардано электричества и магнетизма, выделив эффект магнитного камня от статического электричества, возникающего при трении янтаря. Он придумал новолатинское слово electricus («из янтаря» или «как янтарь», от ήλεκτρον [электрон], греческое слово, означающее «янтарь») для обозначения свойства притягивать мелкие предметы после того, как их потереть.. Эта ассоциация дала начало английским словам «электрический» и «электричество», которые впервые появились в печати в Томасе Брауне Pseudodoxia Epidemica 1646 года.
Дальнейшая работа была проведена Отто фон Герике, который показал электростатическое отталкивание. Роберт Бойль также опубликовал работу.
К 1705 году Фрэнсис Хоксби обнаружил, что если он поместит небольшое количество ртути в стекле его модифицированной версии генератора Отто фон Герике, откачал из него воздух, чтобы создать легкий вакуум, и потер шар, чтобы создать заряд, свечение было видно, если он поместил его рука на внешней стороне мяча. Это свечение было достаточно ярким, чтобы его можно было прочитать. Это было похоже на Св. Огонь Эльмо . Этот эффект позже стал основой газоразрядной лампы, которая привела к неоновому освещению и ртутным лампам. В 1706 году он создал «машину влияния» для создания этого эффекта. В том же году он был избран членом Королевского общества.
Бенджамин Франклин Хоксби продолжал экспериментировать с электричеством, проводя многочисленные наблюдения и разрабатывая машины для генерации и демонстрации различных электрических явлений. В 1709 году он опубликовал «Физико-механические эксперименты на различных предметах», в которых резюмировал большую часть его научной работы.
Стивен Грей открыл важность изоляторов и проводников. С. Ф. дю Фэ, увидев его работы, разработал "двухжидкостную" теорию электричества.
В 18 веке Бенджамин Франклин проводил обширные исследования в области электричества, продавая свое имущество, чтобы финансировать свою работу. Считается, что в июне 1752 года он прикрепил металлический ключ к нижней части смоченной струны воздушного змея и запустил воздушного змея в грозовое небо. Последовательность искр, прыгающих от ключа к тыльной стороне его руки, показала, что молния действительно имела электрическую природу. Он также объяснил кажущееся парадоксальным поведение лейденской банки как устройства для хранения большого количества электрического заряда, придумав единую жидкость, теорию электричества с двумя состояниями.
В 1791 году итальянец Луиджи Гальвани опубликовал свое открытие биоэлектричества, продемонстрировав, что электричество было средой, с помощью которой нервные клетки передавал сигналы в мышцы. Батарея Алессандро Вольта, или гальваническая батарея, 1800 г., сделанная из чередующихся слоев цинка и меди, предоставила ученым более надежный источник электроэнергии, чем электростатические машины, которые использовались ранее.
Сэр Фрэнсис Рональдс Электротехника стала профессией в конце XIX века. Практики создали глобальную сеть электрического телеграфа , и первые институты электротехники, поддерживающие новую дисциплину, были основаны в Великобритании и США. Хотя невозможно точно определить первого инженера-электрика, Фрэнсис Рональдс находится впереди всех, кто создал работающую электрическую телеграфную систему в 1816 году и задокументировал свое видение того, как можно преобразовать мир с помощью электричества. Более 50 лет спустя он присоединился к новому Обществу инженеров-телеграфистов (которое вскоре будет переименовано в Институт инженеров-электриков ), где его считали первым членом своей когорты. Пожертвование его обширной электронной библиотеки стало большим подспорьем для молодого Общества.
Майкл Фарадей изображается Томасом Филлипсом ок. 1841–1842 гг. Развитие научных основ электротехники с использованием современных методов исследования усилилось в 19 веке. Известные разработки в начале этого века включают работу Георга Ома, который в 1827 году количественно оценил взаимосвязь между электрическим током и разностью потенциалов в проводнике, Майкл Фарадей, первооткрыватель электромагнитной индукции в 1831 году. В 1830-х годах Георг Ом также сконструировал одну из первых электростатических машин. униполярный генератор был впервые разработан Майклом Фарадеем во время его памятных экспериментов в 1831 году. Это было началом современных динамо-машин, то есть электрических генераторов, работающих с использованием магнитного поля. Изобретение Вернером фон Сименсом промышленного генератора, которому не требовалась внешняя магнитная энергия, в 1866 году сделало возможной серию других изобретений.
В 1873 году Джеймс Клерк Максвелл опубликовал единую трактовку электричества и магнетизма в Трактате об электричестве и магнетизме, который побудил нескольких теоретиков задуматься. в терминах полей, описываемых уравнениями Максвелла. В 1878 году британский изобретатель Джеймс Вимшерст разработал устройство, в котором два стеклянных диска были установлены на двух валах. Лишь в 1883 году машина Вимшерста была более подробно известна научному сообществу.
Томас Эдисон построил первую в мире крупномасштабную сеть электроснабжения Во второй половине 1800-х годов изучение электричества в значительной степени считалось разделом физики. Только в конце 19 века университеты начали предлагать степени в области электротехники. В 1882 году Технологический университет Дармштадта основал первую кафедру и первый в мире факультет электротехники. В том же году под руководством профессора Чарльза Кросса Массачусетский технологический институт начал предлагать первый вариант электротехники на физическом факультете. В 1883 году Дармштадтский технологический университет и Корнельский университет ввели первые в мире курсы обучения электротехнике, а в 1885 году Университетский колледж Лондона основал первую кафедру электротехника в Соединенном Королевстве. Университет Миссури впоследствии основал первый факультет электротехники в Соединенных Штатах в 1886 году.
В этот период коммерческое использование электроэнергии резко возросло. С конца 1870-х годов в городах начали устанавливать крупномасштабные электрические системы уличного освещения на основе дуговых ламп. После разработки практичной лампы накаливания для внутреннего освещения Томас Эдисон в 1882 году включил первую в мире коммунальную сеть электроснабжения, используя то, что считалось относительно безопасным напряжением 110 вольт система постоянного тока для снабжения потребителей. Инженерные достижения 1880-х годов, в том числе изобретение трансформатора, привели к тому, что электроэнергетические компании начали применять переменный ток , который до этого использовался в основном в системах дугового освещения, в качестве стандарта распределения для наружное и внутреннее освещение (со временем заменяющее для этих целей постоянное). В США существовало соперничество, прежде всего между системой переменного тока Westinghouse и системой постоянного тока Эдисона, известное как "война течений ".
Джордж Вестингауз, американский предприниматель и инженер, финансово поддержавший разработку практического Сеть переменного тока. «К середине 1890-х годов четыре« уравнения Максвелла »были признаны основой одной из самых сильных и успешных теорий во всей физике; они заняли свое место как товарищи, даже соперники законов механики Ньютона. К тому времени уравнения также находили практическое применение, наиболее драматично в возникающих новых технологиях радиосвязи, а также в телеграфной, телефонной и электроэнергетической отраслях ». К концу 19-го века цифры в развитии Начали появляться электротехника.
Чарльз Протеус Стейнмец способствовал развитию переменного тока, что сделало возможным расширение электроэнергетики в Соединенных Штатах, формулируя математические теории для инженеров.
Джагадиш Чандра Бозе в 1894 году 
Чарльз Протеус Стейнмец около 1915 года Во время развития радио многие ученые и изобретатели внес свой вклад в радиотехнику и электронику. В своих классических УВЧ экспериментах 1888 года Генрих Герц продемонстрировал существование электромагнитных волн (радиоволн ) заставляет многих изобретателей и ученых пытаться адаптировать к коммерческим приложениям, таким как Гульельмо Маркони (1895) и Александр Попов (1896).
Связь в миллиметровом диапазоне была впервые исследована Джагадиш Чандра Бозе в 1894–1896 гг., Когда он достиг чрезвычайно высокой частоты до 60 ГГц в своих экспериментах. Он также ввел использование полупроводниковых переходов для обнаружения радиоволн, когда запатентовал радио детектор на кристалле в 1901 году.
Джон Флеминг изобрел первую радиолампу, диод, в 1904 году.
Реджинальд Фессенден осознал необходимость генерации непрерывной волны чтобы сделать передачу речи возможной, и к концу 1906 года он послал первую радиотрансляцию голоса. Также в 1906 году Роберт фон Либен и Ли Де Форест независимо друг от друга разработали лампу усилителя, названную триодом. Эдвин Ховард Армстронг, позволяющая использовать технологию для электронного телевидения, в 1931 году.
В начале 1920-х годов рос интерес к разработке бытовых приложений для электричества. Общественный интерес привел к появлению таких выставок, на которых изображены «дома будущего», и в Великобритании в 1924 г. была создана Электрическая ассоциация женщин, директором которой стала Кэролайн Хаслетт, чтобы побудить женщин заняться электротехникой. 218>
Вторая мировая война ознаменовала огромные успехи в области электроники; особенно в радаре и с изобретением магнетрона Рэндаллом и Бутом в Университете Бирмингема в 1940. Радиолокация, радиосвязь и радионаведение самолетов были разработаны в это время. Первое электронное вычислительное устройство Colossus было построено Томми Флауэрс из GPO для расшифровки закодированных сообщений немецкой шифромашины Лоренца. Также в это время были разработаны усовершенствованные тайные радиопередатчики и приемники для использования секретными агентами.
Американским изобретением в то время было устройство для шифрования телефонных разговоров между Уинстоном Черчиллем и Франклином Д. Рузвельтом. Это называлось системой Green Hornet и работало за счет добавления шума в сигнал. Затем шум был извлечен на принимающей стороне. Эта система никогда не была нарушена немцами.
Большой объем работы был проделан в Соединенных Штатах в рамках программы военной подготовки в областях радиопеленгации, импульсных линейных сетей, частотной модуляции, электронных ламп. схемы и основы работы. Эти исследования были опубликованы вскоре после войны в так называемой «серии радиосвязи», опубликованной McGraw-Hill в 1946 году.
В 1941 году Конрад Цузе представил Z3, первый в мире полностью функциональный и программируемый компьютер.
До Второй мировой войны объект был широко известен как «радиотехника 'и в основном ограничивалась аспектами связи и радара, коммерческого радио и раннего телевидения. В то время изучение радиотехники в университетах можно было проводить только в рамках получения степени по физике.
Позже, в послевоенные годы, когда начали разрабатываться потребительские устройства, сфера деятельности расширилась и включила современные телевизоры, аудиосистемы, Hi-Fi, а в последнее время - компьютеры и микропроцессоры. В 1946 году последовали ENIAC (Электронный числовой интегратор и компьютер) Джона Преспера Эккерта и Джона Мочли, начавшего эру вычислений. Арифметические характеристики этих машин позволили инженерам разрабатывать совершенно новые технологии и достигать новых целей, включая миссии Аполлона и высадку на Луну НАСА.
. В середине-конце 1950-х годов термин Радиотехника постепенно уступила место названию электроника, которое затем стало самостоятельным предметом университетской степени, обычно преподаваемым вместе с электротехникой, с которой она стала ассоциироваться из-за некоторого сходства.
Копия первого рабочего транзистора, точечный транзистор.
Полевой транзистор металл – оксид – полупроводник (MOSFET), основная конструкция современной электроники.Первым работающим транзистором был транзистор с точечным контактом, изобретенный Джоном Бардином и Уолтер Хаузер Браттейн, работая под руководством Уильяма Шокли в Bell Telephone Laboratories (BTL) в 1947 году. Затем они изобрели транзистор с биполярным переходом в 1948. Хотя первые переходные транзисторы были относительно громоздкими устройствами, которые было трудно производить в рамках массового производства, они открыли дверь для более компактных устройств.
процесс пассивации поверхности, который электрически стабилизировал поверхности кремния посредством термического окисления, был разработан Мохамедом М. Аталлой в BTL в 1957 году. привела к развитию монолитной интегрированной системы управления . Схема микросхемы. Первыми интегральными схемами были гибридные интегральные схемы, изобретенные Джеком Килби в Texas Instruments в 1958 году, и монолитная интегральная микросхема, изобретенная Роберт Нойс в Fairchild Semiconductor в 1959 году.
MOSFET (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник, или МОП-транзистор) был изобретен Мохамедом Аталлой и Давоном Кангом в компании BTL в 1959 году. Это был первый по-настоящему компактный транзистор, который можно было миниатюризировать и выпускать серийно для широкого круга применений. Он произвел революцию в электронной промышленности, став самым широко используемым электронным устройством в мире. MOSFET является основным элементом большинства современного электронного оборудования и сыграл центральную роль в революции электроники, революции в микроэлектронике и в цифровой революции. Таким образом, полевой МОП-транзистор считается рождением современной электроники и, возможно, самым важным изобретением в электронике.
Джон Бардин, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн - транзистор (1947)
Мохамед М. Аталла - кремний пассивация (1957) и MOSFET транзистор (1959)
Роберт Нойс - монолитная интегральная схема микросхема (1959)
Давон Канг - MOSFET-транзистор (1959)
Гордон Мур –. Закон Мура (1965)
Федерико Фаггин - кремниевый затвор MOSFET (1968) и микропроцессор (1971)
Марсиан Хофф - микропроцессор (1971)
Масатоши Шима, Стэнли Мазор - микропроцессор (1971)
MOSFET позволил построить интегральные схемы высокой плотности. Аталла впервые предложила концепцию микросхемы MOS интегральной схемы (MOS IC) в 1960 году, а затем Канг в 1961 году. Самый ранний экспериментальный чип MOS IC, который должен был быть изготовлен, был построен Фредом Хейманом и Стивеном Хофштейном в RCA Laboratories в 1962 году. Технология MOS позволила использовать закон Мура, удвоение количества транзисторов в микросхеме каждые два года, как предсказал Гордон Мур в 1965. Технология MOS с кремниевым затвором была разработана Федерико Фаггин в Fairchild в 1968 году. С тех пор MOSFET стал основным строительным блоком современной электроники. Массовое производство кремниевых МОП-транзисторов и микросхем МОП-транзисторов, наряду с непрерывной миниатюризацией масштабирования МОП-транзисторов экспоненциальными темпами (как предсказывается законом Мура ), с тех пор привело к революционным изменениям в технология, экономика, культура и мышление.
Программа Apollo, завершившаяся высадкой астронавтов на Луну с Apollo 11 в 1969 году, была задействована благодаря использованию НАСА достижений в полупроводниковой электронной технологии, включая полевые МОП-транзисторы в платформе межпланетного мониторинга (IMP) и кремниевые интегральные схемы микросхемы в управляющем компьютере Apollo (AGC).
Развитие технологии МОП-интегральных схем в 1960-х годах привело к изобретению микропроцессора в начале 1970-х. Первым однокристальным микропроцессором был Intel 4004, выпущенный в 1971 году. Он начался с «Busicom Project», как трехчиповый Масатоши Шима. 11>Процессор в 1968 году, до того, как Sharp Тадаси Сасаки задумал дизайн однокристального процессора, который он обсуждал с Busicom и Intel в 1968 году. Затем Intel 4004 был разработан и реализован Федерико Фаггином из Intel с его технологией MOS с кремниевым затвором, а также Intel Marcian Hoff и Стэнли Мазор и Масатоши Шима из Busicom. Это послужило толчком для разработки персонального компьютера. За 4004, 4-битным процессором, в 1973 г. последовал Intel 8080, 8-битный процессор, что сделало возможным создание первого персональный компьютер, Altair 8800.
 | Wikimedia У Commons есть материалы по теме . История электротехники. |
