4. Закон электромагнитной индукции.

Непрерывно движущиеся заряженные частицы материи окружены электромагнитным полем, которое является особы видом материи и имеет две составляющие: электрическое и магнитное поля. Количественная взаимосвязь этих составляющих была найдена в 1831 г М.Фарадеем в результате серии опытов. Согласно закона электромагнитной индукции в контуре электрической цепи (рисунок 1.2), пронизанном магнитными силовыми линиями потока Ф наводится э.д.с., определяемая скоростью изменения потока

/

Рисунок 1.2. Е.д.с. в контуре

Однако приведенное выражение можно применить и к отрезку контура. Рассмотрим прямолинейный отрезок проводника длиною L, который перемещается со скоростью v в однородном магнитном поле с индукцией В (рисунок 1.3). За время dt проводник пересечет площадку, равную Lvdt , определяющую изменение потока на величину

.

Рисунок 1.3. Правило правой руки

Направление э.д.с., которая равна е=ВLv, можно определить по правилу правой руки, расположив ладонь так, чтобы в нее входили силовые линии, а отогнутый большой палец направить по направлению движения проводника. При этом вытянутые пальцы ладони покажут направление э.д.с., которая стремится вызвать ток, препятствующий изменению магнитного потока.

1.3. Развитие электроэнергетического образования в России

Началом истории электроэнергетического образования в России условно можно считать выход в 1897 году первой книги «Электричество, получение его и применение в промышленности и ремёслах» в виде Т-2 Общедоступной промышленной энциклопедии (перевод с немецкого). В начале прошлого века подготовка инженеров-энергетиков проводилась в нескольких вузах России в небольшом количестве. Например, в Московском высшем техническом училище с момента открытия в 1905 году электротехнической специальности до 1917 года было подготовлено всего 74 инженера-электрика. В 1905 г в МВТУ впервые был подготовлен и прочитан Карлом Адольфовичем Кругом курс лекций «Теория переменных токов». В 1909 г. в Петербургском политехническом институте Владимир Фёдорович Миткевич подготовил курс «Теория электрических и магнитных явлений». Эти два курса послужили основой будущих теоретических основ электротехники и двух электротехнических школ: Московской и Петербургской. В 1918 году в МВТУ был организован электротехнический факультет.

После принятия в декабре 1920 года плана ГОЭЛРО значительно возрастает потребность в специалистах для развивающейся энергетики страны. Подготовка инженеров-энергетиков начинается в Политехническом и Электротехническом институтах Петрограда и на открывшихся электротехнических факультетах в Томском, Харьковском, Киевском и Новочеркасском институтах.

В 1930 году в Москве на базе электротехнического факультета МВТУ и электропромышленного факультета института народного хозяйства открывается Московский энергетический институт. Одной из первых в МЭИ формируется кафедра Теоретических основ электротехники (ТОЭ), которой с 1930 по 1952 г. заведует К.А. Круг. В 1932 г. в МЭИ создаётся электроэнергетический факультет с кафедрами «Электрические станции», «Электрические сети и системы», «Техника высоких напряжений». В 1943 г. на факультете открывается кафедра «Релейная защита и автоматизация энергетических систем».

В последствии были созданы Ивановский и Новосибирский энергетические институты, а в 1975 году энергетический институт в г. Алма-Ата.

В послевоенные годы электроэнергетические специальности открываются в ряде новых высших учебных заведений Советского Союза, в том числе и в Челябинском политехническом институте, который возник в 1951 г. в результате преобразования механико-машиностроительного института, образованного в декабре 1943 года.

Первый набор на энергетический факультет был проведен в августе 1951 г. по специальностям: «Электрические станции сети и системы» и «Электрификация промышленности». В начале 1954 года на факультете открывается кафедра «Электрические станции, сети и системы», а в июне 1956 года состоялся первый выпуск инженеров-электриков по специальности «Электрические станции, сети и системы».

С 2011 года высшая школа России перешла на трехуровневую систему образования. В соответствии с постановлением правительства определены направления подготовки и разработаны Федеральные Государственные Образовательные Стандарты. Эти документы направлены на революционные изменениям целевой установки всей системы образования - переход от знаний к компетентности. В качестве результата рассматривается не сума усвоенной информации, а способность выпускника действовать в различных ситуациях при выполнении профессиональных функций, решении жизненных проблем и социальных задач.

По мнению реформаторов существующая система образования, ориентированная на инструкции и предметные знания, в некоторой степени показала свою неспособность в подготовке студентов к самостоятельным действиям, к проявлению их интеллектуальных и практических компетенций.

Компетенция рассматривается как возможность установления связи между знанием и ситуацией, как способность найти процедуру, подходящую для решения проблем. Компетенция является характеристикой, которую можно извлечь на основе полученных знаний из наблюдений за действием или из совершения этих действий. Компетенция – интегральная характеристика обучающегося, т.е. динамичная совокупность знаний, умений, навыков, способностей и личностных качеств, которую студент обязан продемонстрировать после завершения части или всей образовательной программы.

Подготовка бакалавров и магистров по направлению «Электроэнергетика и электротехника» со специализаций по профилям «Системы генерации электрической энергии», «Интеллектуальные электроэнергетические системы и сети» и «Интегрированные системы релейной защиты и автоматики» осуществляется на кафедре ЭССиС. Энергетические системы сегодня это сложнейшие технические системы, созданные человеком. Понять суть процессов, которые происходят в этих системах и их объектах, и использовать эти понятия при проектировании и эксплуатации можно только путем изучения различных дисциплин, объединяемых в энергетическую науку.

Энергетическая наука – это система знаний о свойствах и взаимодействии энергетических потоков, влиянии их на человеческое общество и окружающую среду. Энергетическая наука занимается изучением закономерностей в процессах и явлениях, связанных с получением энергоресурсов и созданием установок для выработки, преобразования, передачи и распределения энергии. Она тесно связана с электро-, тепло-, гидротехническими дисциплинами и требует глубоких знаний в области математики, физики, автоматики и кибернетики, а также экономики.

Освоение энергетической науки – главная цель подготовки бакалавров и магистров в высшем учебном заведении. Основные требования к объему знаний, умений и навыков по специальности определяются государственным образовательным стандартом. В соответствии с ФГОС формируются учебные планы и список дисциплин, которые должны быть освоены за время обучения в вузе.

Большое место в учебных планах отводится специальным дисциплинам, среди которых: Релейная защита и автоматизация, Энергетическая электроника, Переходные процессы в электроэнергетических системах, Микропроцессорные средства управления, Экономика и организация энергетического производства, Системы с силовыми полупроводниковыми преобразователями, Надежность электроэнергетических систем, САПР и модели оптимального развития, Изоляция и перенапряжения и др.

Среди дисциплин специализации изучаются: Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения, Электроэнергетические сети и системы, Эксплуатация электрических сетей, АСДУ и оптимизация режимов энергосистем, Алгоритмизация задач электроэнергетики и др.

Кафедра располагает современным учебным оборудованием и развитой лабораторной базой.

В лаборатории диспетчерского управления