Электрика и электротехника
Введение
В последние десятилетия 19 века произошли необычайно масштабные и
глубокие изменения в развитии науки и техники, оказавшие беспрецедентное влияние на весь характер хозяйственной жизни. Именно масштаб и глубина их воздействия на экономику позволяют без преувеличения говорить о подлинной революции.
Преобразования, произошедшие за исследуемый период конец XIX - начало XX вв., коснулись самых разных отраслей материального производства и сферы услуг, сказались на структуре занятости, отразились в ключевых характеристиках технологических процессов и формах организации производства. Такой скачок в развитии мирового промышленного потенциала является следствием научно-технической революции.
Глава 1. Общая тенденция экономического развития и сущность «второй технологической революции»
Научная революция
На рубеже XIX-XX вв. главной тенденцией развития экономики стал переход от капитализма, основанного на свободной конкуренции отдельных самостоятельных государственных и частных предприятий, к капитализму, который базируется на многих формах монополии или олигополии.
Изменения в производственных отношениях, которые привели к этому переходу, оказались вызваны бурным развитием науки и техники. В историю период конца XIX - начала XX в. вошел как время второй технологической революции (первая - промышленный переворот), которая продолжалась до Первой мировой войны (1914-1918).
В этот период кардинально изменились основы научного мышления, переживало расцвет естествознание, шел процесс формирования единой системы наук. Тесная взаимосвязь науки с техникой обусловило постепенное превращение науки в непосредственную производительную силу общества.
На рубеже XX в. возникали крупные научные институты, лаборатории, созданные на мощной технической базе. Появилась отдельная звено - научно-исследовательская деятельность, задачей которой стало доведение теоретических решений до технического воплощения, в том числе исследовательско-конструкторские разработки, производственные, технологические и другие исследования. Этот процесс революционных преобразований в области науки впоследствии охватил технику и технологию, что способствовало необычно высоким темпам роста объема мирового промышленного производства (суммарная выплавка стали с 1870 по 1900 г. выросла в 20 раз).
Электрика и электротехника
Важное значение имели изменения в энергетической базе производства и транспорта: паровая энергия была заменена электрической, началась электрификация, сложилась технология получения, передачи и приема электроэнергии. В 1867 г. немецкий изобретатель В. Сименс сконструировал электромагнитный генератор с самовозбуждением, который давал возможность с помощью вращения проводника в магнитном поле получать и вырабатывать электрический ток. В 70-х годах было изобретено динамо-машину, ее можно было использовать не только как генератор электроэнергии, а и как двигатель, который преобразует электрическую энергию в механическую. Через десять лет в США Т. Эдисон изобрел первый современный генератор (1883). В 1891 г. он создал трансформатор, а это решило проблему передачи электроэнергии на значительное расстояние. Промышленные предприятия перестали быть привязанными к энергетической базы. Производство электроэнергии организовали на особых предприятиях - электростанциях.
Внедрение в производство электродвигателей способствовало увеличению скорости станков, повышению производительности труда и создавало предпосылки автоматизации производства. В 1884 г. английский инженер Ч. Парсонсон изобрел многоступенчатую паровую турбину, а в результате ее объединение в единый агрегат с динамо-машиной было создано турбогенератор. В 1896 г. на Ниагарской гидроэлектростанции установили изобретенную перед тем гидравлическую турбину. Возникли новые отрасли промышленности - электрохимия, электрометаллургия, электрический транспорт. Появились двигатели внутреннего сгорания, работающие на энергии, которую получали при сгорании паров бензина (Н. Отто) и нефти (Г. Дизель). В 1885 г. был построен первый автомобиль (Г. Даймлер, К. Бенц). Двигатель внутреннего сгорания стал широко применяться во всех отраслях промышленности и транспорта, ускорив механизацию сельского хозяйства. В 1906 г. в США с такими двигателями начали выпускать тракторы. Применение их в отдельных хозяйствах американских фермеров началось в 1907, p. массовое же производство освоили лишь в годы Первой мировой войны.
Одной из ведущих отраслей стала электротехника. Российский ученый В. Лодыгин изобрел лампу накаливания с угольной стержнем в стеклянной колбе (1873), а Г. Яблочков - электродуговую лампу (1875), что способствовало распространению электрического освещения. Его начали применять на крупных предприятиях, в крупных городах. Впоследствии конструкцию ламп накаливания изобретатели многих стран усовершенствовали. Так, В. Лодыгин разработал лампу с металлической нитью, в том числе с вольфрамовой. Электрическое освещение постепенно начала вытеснять газовое.
В конце XIX в. получила широкое развитие такая отрасль электротехники, как техника средств связи. Совершенствовалась аппаратура проводной телеграфа, началось использование телефонной связи (изобретатель телефона - американец А. Белл, 1876 г.). Первую телефонную станцию построили в 1877 г. в США, в начале 80-х годов они появились почти во всех городах европейских стран. В 1889 г. А. Строуджер запатентовал автоматическую телефонную станцию. С 1895 г. распространилось использование радио, которое сконструировал российский ученый В. Попов.
Металлургия и транспорт
Высокие темпы развития производительных сил нуждались в модернизации старых отраслей промышленности, прежде всего горной металлургии. Именно здесь вводили технические новинки, меняли конструкцию и размер доменных печей. В результате использования конвертеров Г. Бессемера (Англия, 1856) и С. Томаса (Англия, 1878) в важную отрасль выделилось сталеплавильное производство. Получили развитие электрическая сварка, ковка и литье металлов. В 80-х годах было введено электролитический метод получения алюминия, что позволило развивать цветную металлургию. С 1878 г. таким же методом начали получать медь.
Рост объемов производства товаров требовало увеличения скорости перевозки их, а это способствовало развитию и совершенствованию транспорта. В дорожное строительство все больше проникала сталь (железнодорожные рельсы, мосты). "Эру стальных мостов" открыл построенный в 1874 г. в США через реку Миссисипи арочный мост возле м. Сент-Луис. Совершенствовалась конструкция пароходов. С 1903 г. началось строительство судов с двигателями внутреннего сгорания - теплоходов. Началась электрификация железнодорожного транспорта, появились новые транспортные средства - нефтеналивные танкеры (судна). В 1896 г. немецкий конструктор Г. Зельферт применил для дирижаблей двигатель внутреннего сгорания, работающий на жидком топливе. Первые шаги делала авиация, широкое развитие которой стал возможным после установки на самолетах легких и компактных бензиновых двигателей. В 1903 г. в США братья В. и О. Райт совершили четыре полеты на самолете с двигателем внутреннего сгорания. Сначала самолеты имели спортивное значение, впоследствии их стали использовать в военном деле, а позже - для перевозки пассажиров и грузов.
В эпоху НТР благодаря промышленному производству автомобилей с 90-х годов появился новый вид транспорта - автомобильный. Успеха внедрения автомобилей способствовало изобретение ирландского инженера Дж. Денлоп - резиновые шины (1895). На заводах Г. Форда в 1912-1913 гг. впервые применили конвейер. Высокие темпы развития автомобилестроения способствовали широкому строительству шоссейных дорог.