Начала электротехники заложили ученые XVIII и XIX столетий, когда был сделан ряд важных открытий в области изучения электромагнетизма и изобретений, связанных с его применением.

Во второй половине XVIII в. были проведены замечательные работы в области изучения электрических явлений академиками Петербургской Академии наук М. В. Ломоносовым, Г. В. Рихманом и Т. У. Эпинусом. Г. В. Рихман начал работу по изучению электрических явлений в 1744 г., стремясь получить возможность количественно измерять электричество. Для этого им был построен прибор, явившийся первым в мировой практике электрометром.

Одним из пионеров идеи о существовании связи между электрическими и магнитными явлениями был русский академик Т. У. Эпинус.

Серия важнейших работ появилась начиная с 1820 г., после открытия датским ученым X. К. Эрстедом влияния электрического тока на магнит­ную стрелку. Он установил, что ток, проходя по проводнику, оказывает механические воздействия на находящуюся вблизи его магнитную стрелку, стремясь повернуть ее перпендикулярно проводнику. Таким образом, впервые был установлен факт существования магнитного поля вокруг проводника с током.

Французский ученый Д. Ф. Араго с помощью создаваемого электри­ческим током магнитного поля намагнитил кусок стали, создав первый электромагнит со стальным сердечником (1824). Его соотечественник А. М. Ампер открыл явление механического взаимодействия токов и установил закон этого взаимодействия, положив, таким образом, начало электродинамике (1826).

В 1821 г. английский ученый М. Фарадей показал, что проводник с током вращается вокруг магнитного полюса. Это в дальнейшем было использовано изобретателями электродвигателей. В 1821 г. Т. И. Зеебеком было открыто явление термоэлектричества, позволившее непо­средственно превращать тепловую энергию в электрическую.

В 1827 г. немецким ученым Г. С. Омом было найдено соотношение между силой тока, электродвижущей силой источника энергии и сопро­тивлением проводника, по которому проходит ток, т. е. был открыт закон Ома. Формулирование в 1845 году Густавом Кирхгофом законов для разветвленных электрических цепей позволило облегчить расчеты сложных электри­ческих цепей и понимание процессов, протекающих в них.

Теоретическим фундаментом для развития электротехники послу­жили открытие Фарадеем закона электромагнитной индукции (1831) и работы Дж. К. Максвелла и Э. X. Ленца. На основании теоретических и экспериментальных исследований этих ученых уже в XIX в. появились первые образцы электрических машин, трансформаторов, электри­ческих ламп. Особенно большие заслуги в этой области принадлежат русским ученым и изобретателям.

В 1833 г. академиком Петербургской Академии наук Э. X. Ленцем было установлено правило, названное его именем; затем эксперимен­тально обоснован - закон Джоуля — Ленца (1842). Им же совместно с академиком Б. С. Якоби были разработаны методы расчетов электро­магнитов и открыта обратимость электрических машин. Б. С. Якоби построил первый в мире электродвигатель (1834 — 1838), он же является создателем гальванопластики (1838), изобретателем первого буквопе­чатающего телеграфного аппарата (1850). В 1802 г. русским ученым В. В. Петровым была открыта электрическая дуга и сделано гениальное предположение о возможности применения электрической энергии для нужд освещения: «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может» . Первая его реализация была осуществлено П. Н. Яблочковым с помощью изобретенной им электрической «свечи» (1875). Затем электри­ческую дугу использовали для сварки и резания металлов, что было сделано также русскими изобретателями Н. Н. Бенардосом и Н. Г. Славяновым. П. Н. Яблочков предложил оригинальные конструкции машин постоянного и переменного токов.

Создателем техники трехфазного тока является русский ученый М. О. Доливо-Добровольский. Им создан первый асинхронный двигатель с ротором типа «беличье колесо» (1889), первый трехфазный генератор переменного тока (1888). В 1891 г. на Всемирной электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне М. О. Доливо-Добровольский демонстрировал первую в мире систему электропередачи трехфазного тока на расстояние около 170 км. Им же были разработаны все элементы трехфазных цепей переменного тока, трансформаторы трехфазного тока, пусковые реостаты, измерительные приборы.

Первую в мире лампу накаливания (1872) изобрел А. Н. Лодыгин. Советский ученый С. Н. Вавилов разработал теорию, связанную с явлением люминесценции, и под его руководством была разработана технология производства ламп «дневного» света. Работы А. Н. Лодыгина, А. Г. Столетова, Т. А. Эдисона, Дж. А. Флеминга и других исследователей привели к созданию в 1904 г. двухэлектродной лампы — диода. Первые радиолампы в России были изготовлены Н. Д. Папалекси, а первые электровакуумные приемно-усилительные лампы — М. А. Бонч-Бруевичем.

Большой вклад в полупроводниковую технику внесли ученые советской школы академика А. Ф. Иоффе, кристаллический (полу­проводниковый) усилитель и генератор были созданы О. В. Лосевым.

Бурное развитие радиотехники (особенно радиолокации) в период второй мировой войны дало новый толчок исследованиям в области полупроводников. Новым этапом в развитии элементной базы электро­ники было изобретение американских ученых Бардина и Браттейна германиевый точечный транзистор (позднее были разработаны крем­ниевый точечный транзистор, плоскостные транзисторы и другие полупроводниковые приборы). По сравнению с лампами транзисторы той же мощности имеют значительно меньшие размеры, практически неограниченный срок работы, высокую механическую прочность, не­высокое питающее напряжение и другие преимущества.

Следующий этап повышения технического уровня развития эле­ментной базы электронной аппаратуры обусловлен переходом на ин­тегральные микросхемы (ИМС). Интегральная технология оказала глубокое влияние на все этапы разработки, изготовления и эксплуата­ции современной электронной аппаратуры. Электроника стала основой электронно-вычислительной техники, автоматических систем других устройств и прежде всего средств связи. В СССР первую электронную ЦВМ (цифровую вычис­лительную машину), раз-работанную под руководством академика С. А. Лебедева, построили в 1950 г.

Электрические измерения

Электрические измерения это измерения электрических величин, таких, как напряжение, сопротивление, сила тока, мощность. Измерения производятся с помощью различных средств – измерительных приборов, схем и специальных устройств. Тип измерительного прибора зависит от вида и размера (диапазона значений) измеряемой величины, а также от требуемой точности измерения.

В электрических измерениях используются основные единицы Международной системы (СИ): ампер (А) и секунда (с), а также производные – вольт (В), ом (Ом), фарада (Ф), генри (Г) и др.

Электроизмерительный прибор – средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой электрической величины в установленном диапазоне с некоторой нормированной точностью и в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.