УРОК 1 «Предпосылки промышленной революции. Текстильная промшленность»

В конце XVIII ст. в Англии началась ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ, то естьпереход от мануфактурного производства к фабричному, от ручного труда к машинному.

Предпосылки ее вызревали давно.

ПЕРВАЯ: Аграрная революция -Этопереход от натурального товарного производства в сельском хозяйстве, ликвидация мелких крестьянских хозяйств и сосредоточение земли в руках крупных землевладельцев, крупных арендаторов; введение наемного труда.

В Англии феодалы забирали общественные земли с целью увеличения своих владений для разведения овец и этим разоряли крестьян. Последние, лишенные средств к существованию, превращались в дешевую наемную рабочую силу. Наиболее активно процесс раскрестьянивания проходил в XVIII века, когда парламент принял почти 1,5 тыс. законов, которые позволяли феодалам забирать землю. В конце XVIII в. крестьянство в Англии исчезло.

Аграрная революция обеспечила промышленность дешевой рабочей силой и необходимым сырьем.

ВТОРАЯ:предпосылка промышленной революции –изменения в технике. Мануфактурное производство, которое базировалось на ручном труде и разделении на отдельные простые операции, натолкнуло рабочих и мастеров на мысль, что руку человека можно заменить каким устройством, машиной.

ИЗОБРЕТЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕХАНИЗМА, ТО ЕСТЬ ТОЙ ЧАСТИ МАШИНЫ, КОТОРАЯ НЕПОСРЕДСТВЕННО ОБРАБАТЫВАЕТ СЫРЬЕ, ЗАМЕНЯЯ РУКУ ЧЕЛОВЕКА, СТАЛО НАЧАЛОМ ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕВОЛЮЦИИ В АНГЛИИ.

ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ:

• Текстильная промышленность;

• Паровой двигатель, электричество;

• Металлургия.

Текстильная промышленность

В начале XVIII века британская текстильная промышленность ещё была основана на обработке местной шерсти индивидуальными ремесленниками. Эта система называлась «коттеджной индустрией», так как работа выполнялась на дому, в небольших домиках-коттеджах, где проживали ремесленники со своими семьями. Требующее более тонкой обработки изготовление нитей из льна и хлопка в средневековой Англии широкого распространения не получило, поэтому текстиль из хлопка импортировали из Индии.

1. Важнейшим изобретением, который стал толчком к промышленному перевороту, было совершенствование ткацкого станка. Джон Кей, который работал ткачом, а впоследствии механиком, изобрел в 1733 г. ткацкий челнок. Это позволило изготавливать ткань широкого размера, вдвое выросла производительность труда, то есть работу двух ткачей приступил один.

2. С ускорением производства тканей возникла проблема нехватки пряжи. Процесс прядения нуждался усовершенствования; технологический прорыв совершил ткач и плотник 

Джеймс Харгривс. Созданная им прялка "Дженни" представляла собой механизм, обеспечивающий одновременное вытягивание и скручивания нити. Производительность труда прядильщика возросла в 18-20 раз. В 1784 Эдмунд Картрайт изобрел принципиально новый ткацкий станок, который повысил производительность в 40 раз.

3. Однако все эти устройства, рассчитанные на мускульную силу человека, тормозили дальнейший рост производительности труда. В 1771 г. предприниматель Ричард Аркрайт основал предприятие, где прядильные машины двигались с помощью водяного колеса. Это была уже не мануфактура, а первая в истории фабрика - промышленное предприятие, где основные операции осуществляет система машин. На фабрике Аркрайта было установлено несколько тысяч станков и работали 300 рабочих. Через 20 лет подобных фабрик в Англии насчитывалось 150. Впрочем, фабрики не могли вытеснить мануфактуры, поскольку были привязаны к удобных мест на реках. Потребовалось универсальный двигатель. Таким двигателем стала паровая машина. Паровик более чем на века стал основным двигателем.

«Прялка дженни»

Джеймс Харгривсработал плотником и ткачом на обычном станке. Примерно с начала 1760-х годов он начинает заниматься усовершенствованием прядильных устройств. В 1765 он, борясь с конкуренцией дешевых индийских тканей, соорудил механическую прялку, а несколько лет спустя (примерно в 1762-1765) изобрел прядильную машину периодического действия, которой дал имя своей дочери — Дженни.

Существует версия, что на мысль об изобретении машины с несколькими вертикальными веретенами Харгривса подтолкнул случай: однажды маленькая Дженни нечаянно опрокинула прялку, однако колесо ее продолжало вертеться, а веретено продолжало прясть пряжу, хотя находилось в вертикальном, а не горизонтальном положении.

Прялка «Дженни» приводилась в движение одним рабочим и производила по меньшей мере в шесть раз больше, чем могла произвести обыкновенная прялка за то же время. Таким образом, каждая новая прялка такого типа лишала работы как минимум пять прядильщиков. Харгривс успел продать не так много экземпляров своей машины, однако это вызвало сильное недовольство местных прядильщиков — в 1768 году они разрушили дом изобретателя и оборудование. Харгривс переехал в Ноттингеми, совместно сТомасом Джеймсом, построил прядильную фабрику, став одним из первых крупных фабрикантов. В 1770 году Харгривс получил патент на свое изобретение.

Прялка Дженни имела восемь вертикальных веретен и одно колесо. Вместо вытяжных валиков имелся специальный пресс из двух брусков дерева.

Барабан приводился в движение от большого колеса, вращаемого рукой. Таким образом, большое колесо приводило во вращение все веретена.

Прядильщик одной рукой двигал каретку вытяжного пресса, а другой вращал колесо, приводившее в движение веретена. Вся работа свелась в основном к трем движениям: к вращению приводного колеса, к прямолинейному движению каретки взад и вперед и к нагибанию проволоки.

Значительным недостатком прялки было то, что из-за недостаточной вытяжки пряжа получилась недостаточно крепкой. Чтобы упрочить ее в пряжу приходилось добавлять нитку изо льна.

РИЧАРД АРКРАЙТродился 22 декабря1732. Он был младшим из 13 детей в семье. Его отец, — портной Томас Аркрайт, — был главой союза ремесленников. Из-за недостатка средств мальчик не ходил в школу — читать и писать его научила двоюродная сестра.

Трудовую жизнь Ричард начал учеником парикмахера. В 18 лет он открыл собственную парикмахерскую и мастерскую париков. Здесь он сделал свое первое изобретение — водостойкую краску для париков. Успешная торговля краской дала первые средства для дальнейшей работы над прототипами прядильных машин.

В1769 годуАркрайт изобрёл прядильную машину «Waterframe» и зарегистрировал на неёпатент. Два партнёра профинансировали сумму, необходимую для подачи заявки на патент и организовали промышленное применение прядильной машины. Было открыто крупноепрядильное предприятие в Кромфорде, использовавшее как двигателиводяные колёса. С 1790 года он перестроил свои прядильные машины подпаровые двигатели. Помимо прядильной машины Аркрайт изобрёл ещё несколько других революционных устройств и станков, повысивших эффективность текстильной продукции. Несмотря на патент, прядильная машина Аркрайта была скопирована немцемИоганном Готфридом Брюгельманном, что положило началопромышленной революциина европейском материке. Слава Аркрайта была омрачена обвинениями в воровстве чужих изобретений. Целый ряд судебных процессов показал, что все запатентованные им машины не были в действительности изобретены им. Так, оказалось, что прядильную ватермашину изобрел часовщик Джон Кэй, кардную машину — Даниэль Борн, питающий прибор — Джон Лис. В 1785 году все патенты Аркрайта были аннулированы, но к этому времени он уже стал одним из самых богатых английских фабрикантов.

ЭДМУНД КАРТРАЙТ(24 апреля1743—30 октября1823) —английскийизобретатель.

Получив образование в Оксфорде, Картрайт был избран в члены коллегии Магдалины и стал пастором. Заинтересовавшись при посещении фабрикиАркрайтапрядильным и ткацким делом, Картрайт изобрёл чесальную машину, паровую обработку волокнистых веществ и паровую машину, в которой вместо паров воды действовали пары алкоголя. 4 апреля 1785 года Картрайт получает патент на механический ткацкий станок с ножным приводом, который в 40 раз увеличил производительность труда.По ходатайству 50 фабрикантов за свои изобретения Картрайт получил от парламента вознаграждение в 10 000 фунтов стерлингов. Картрайт известен также какпоэтиагроном.

УРОК 2 «Паровая машина. Джеймс Уатт»

Паровая машина—двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергиюпарав механическую работу.

Первая паровая машина построена в XVII в.Папеноми представляла цилиндр с поршнем, который поднимался действием пара, а опускался давлением атмосферы после сгущения отработавшего пара. На этом же принципе были построены в1705паровые машиныСеверииНьюкоменадля выкачивания воды из копей.

Пар из котла поступал в основание цилиндра и поднимал поршень вверх. При впрыскивании в цилиндр холодной воды, пар конденсировался, в цилиндре образовывался вакуум, и под воздействием атмосферного давления поршень опускался вниз. Этот обратный ход удалял воду из цилиндра и посредством цепи, соединенной с коромыслом, двигавшимся наподобие качелей, поднимал вверх шток насоса. Когда поршень находился в нижней точке своего хода, в цилиндр снова поступал пар, и с помощью противовеса, закрепленного на штоке насоса или на коромысле, поршень поднимался в исходное положение. После этого цикл повторялся.

Машина Ньюкомена оказалась на редкость удачной для того времени и использовалась по всей Европе более 50 лет. Её использовали для откачки воды из многочисленных шахт в Великобритании. Это было первое крупносерийное изделие в истории техники (выпущено несколько тысяч штук). В 1740 г. машина с цилиндром длиной 2,74 м и диаметром 76 см за один день выполняла работу, которую бригады из 25 человек и 10 лошадей, работая посменно, раньше выполняли за неделю

Джеймс Уатт родился 19 января1736 годав Шотландии. Имел от рождения хрупкое здоровье. Поначалу получилдомашнее образование: мать научила его читать, а письму и арифметике его научил отец. Большую часть года он был ограничен стенами своей комнаты, где учился самостоятельно.

Будучи подростком, он увлекался астрономией,химическими опытами, научился всё делать своими руками, за что получил от окружающих звание «мастера на все руки».

По достижения возраста окончания начальной школы, Уатт поступил в гимназию. Там он изучает среди прочего латынь, продолжает совершенствовать знания в математике, где показывает большие успехи. Он много читает, и яркой особенностью его характера было то, что почти всё из прочитанного он пытался проверить на практике. Было решено, что Джеймс займётся ремеслом, связанным с измерительными приборами.

Зимой 1763 годак нему обратился профессор физики университета Глазго с просьбой отремонтировать действующий макет паровой машины Ньюкомена. Уатт провел ряд экспериментов, в частности, заменил металлический цилиндр на деревянный, смазанный льняным маслом и высушенный в печи, уменьшил количество поднимаемой за один цикл воды и макет, наконец, заработал. При этом Уатт убедился в неэффективности машины и внёс в конструкцию многочисленные усовершенствования. Уатт показал, что почти три четверти энергии горячего пара тратятся неэффективно: при каждом цикле пар должен нагревать цилиндр, так как перед этим в цилиндр поступала холодная вода, чтобы сконденсировать часть пара для уменьшения давления. Таким образом энергия пара тратилась на постоянный разогрев цилиндра, вместо того, чтобы быть преобразованной в механическую энергию.

В1781 г. Джеймс Уатт получил патент на изобретение второй модели своей машины. Среди новшеств, внесённых в неё и в последующие модели, были:

• цилиндр двойного действия, в котором пар подавался попеременно по разные стороны от поршня, при этом отработанный пар поступал в конденсатор;

• жаровая рубашка, окружавшая рабочий цилиндр для снижения тепловых потерь;

• преобразование возвратно- поступательного движения поршня во вращательное движение вала сначала с помощью шестеренчатой передачи.

Пар поступал в цилиндр попеременно то с одной стороны поршня, то с другой, создавая вакуум с противоположной стороны цилиндра. Поэтому поршень совершал и рабочий и обратный ход с помощью пара, чего не было в прежних машинах.

На склоне лет Уатт много занимался придуманной им машиной для копирования скульптурных произведений. Сам изобретатель называл её эйдографом. Это механическое приспособление позволяло копировать барельефы, медальоны, статуи, бюсты, сосуды и прочие вещи самой сложной формы с высокой точностью. Работу над этой машиной Уатт начал ещё в конце XVIII века, но усовершенствовать её получилось у него лишь к концу жизни.

Скончался в возрасте 83 лет. Вскорости, в Вестминстерском аббатствебыл воздвигнут величественный памятник Уатту.

В качестве единицы мощности Уатт в свое время предложил такую единицу, как «лошадиная сила». В1882 годуБританская ассоциация инженеров решила присвоить его имя единице мощности. Это был первый в истории техники случай присвоения собственного имени единице измерения.

УРОК 3 «СВЯЗЬ. ТЕЛЕГРАФ»

С незапамятных времён человечество пользовалось различными примитивными видами сигнализации и связи в целях сверхбыстрой передачи важной информации в тех случаях, когда по ряду причин традиционные виды почтовых сообщений не могли быть использованы. Огни, зажигаемые на возвышенных участках местности, или же дым от костров должен был оповестить о приближении врагов либо о грядущем стихийном бедствии. Этот способ до сих пор используется заблудившимися в тайге или туристами, испытывающими стихийное бедствие. Некоторые племена и народы использовали для этих целей определённые комбинации звуковых сигналов от ударных (напримертам-тамыи др. барабаны) и духовых (охотничий рог) музыкальных инструментов, другие научились передавать определённые сообщения, манипулируя отражённым солнечным светом при помощи системы зеркал.

В 1792 годуво ФранцииКлод Шаппсоздал систему передачи информации при помощи светового сигнала. Она получила название «оптический телеграф». В простейшем виде это была цепь типовых строений, расположенных в пределах видимости друг друга. На кровле строений размещались шесты с подвижными поперечинами — семафоры. Семафорами с помощью тросов управляли операторы, которые сидели внутри.

Шапп создал специальную таблицу кодов, где каждой букве алфавита соответствовала определённая фигура, образуемая семафором, в зависимости от положений поперечных брусьев относительно опорного шеста. Система Шаппа позволяла передавать сообщения на скорости два слова в минуту и быстро распространилась в Европе. ВШвециицепь станций оптического телеграфа действовала до1880 года.

Семафоры могли передавать информацию с большей точностью, чем дымовые сигналы и маяки. Кроме того, они не потребляли топлива. Сообщения можно было передавать быстрее, чем их могли передавать гонцы, и семафоры могли обеспечивать передачу сообщений по целому региону. Но, тем не менее, как и прочие способы передачи сигналов на расстояние, они сильно зависели от погодных условий и требовали дневного света (Практичное электроосвещение появилось только в 1880 году). Они нуждались в операторах, и башни должны были быть расположены на расстоянии 30 километров друг от друга. Это было полезно для правительства, но слишком дорого для использования в коммерческих целях.

Первый электромагнитный телеграф создал российский учёный Павел Львович Шиллингв 1832 году. В США электромагнитный телеграф запатентованСэмюэл Финли Бриз Морзев 1840 году

Морзе родился в 1791 году в Чарльзтауне, штат Массачусетс, в семье Джедида Морзе, прославленного проповедника в Новой Англии. Морзе подавал большие надежды как художник, но его сковывало то обстоятельство, что он безоговорочно принял на веру модную тогда интеллектуальную концепцию, будто живопись, посвященная исторической старине, гораздо выше искусства, отображавшего жизнь современников.

Вернувшись в 1815 году в Америку, Морзе очутился в стране слишком грубой и неотесанной, слишком занятой и слишком бедной, чтобы признать искусство, столь далекое от действительности. С другой стороны, Америка 1815 года любила портретную живопись. Уже в 1817 году Морзе получал шестьдесят долларов за портрет, а он мог писать четыре портрета в неделю. Во всех портретах работы Морзе чувствуется талант. И все же Морзе не был удовлетворен, несмотря на то, что через несколько лет он был признан вождем молодых американских художников. В 1829 году он вновь отправился в Европу, чтобы продолжить занятия.

В 1832 году Морзе, преисполненный надежд, упаковал холсты и вернулся в Америку на пакетботе «Сэлли». Он взошел на борт «Сэлли» художником, а высадился на берег изобретателем.

На борту зашел разговор о европейских опытах по электромагнетизму. Незадолго до того была опубликована книга Фарадея, а его опыты повторялись во многих европейских лабораториях. «Извлечение искр из магнита» было одним из чудес того времени. Морзе тут же высказал предположение, что сочетание искр может быть использовано как код для передачи сообщений по проводам. Эта идея захватила его, несмотря на то, что ему были почти неизвестны даже самые основные правила электричества.

Ранние проекты телеграфа Морзе были весьма наивны и чрезвычайно сложны. Оператор замыкал и размыкал электрическую цепь, так что серия электромагнитных импульсов посылалась по двум проводам к приемному устройству. Поздние модели телеграфа снабжались сигнальным ключом, при помощи которого замыкалась и размыкалась цепь.

В сентябре 1837 года Морзе демонстрировал свое изобретение в Нью-йоркском университете. Сигнал был послан по проволоке длиной 1700 футов.

Паника 1837 года заставила правительство отказаться от всяких субсидий. Конгресс отослал Морзе в Европу, чтобы получить там патенты на изобретение. В Англии Морзе сказали, что Уитстон уже изобрел электромагнитный телеграф, в чем он может убедиться, заглянув в ближайшую почтовую контору. На континенте Морзе стало известно, что электромагнитный телеграф уже изобрел Стейнхейл: «Можете пойти на ближайшую железнодорожную станцию и убедиться в этом!». В России Морзе узнал, что барон Шиллинг, русский посол в Австрии, изобрел электромагнитный телеграф еще в 1825 году, но сама идея мгновенного сообщения между людьми в дальних концах страны показалась царю настолько крамольной, что он запретил даже упоминать об этом изобретении в печати.

Ни одна из иностранных систем телеграфа не была такой простой и удачной, как аппарат Морзе. Поэтому изобретатель не оставлял надежды, хотя его положение никогда не было столь отчаянным.

В эти тяжелые годы Морзе буквально нищенствовал. Его ученик, бравший у Морзе уроки живописи, рассказывает:

– Строфер, – спросил однажды Морзе, – как у нас с деньгами? – Профессор, к сожалению, меня подвели. Но я жду перевода на следующей неделе. – На следующей неделе! – грустно сказал Морзе. – Меня уже не будет в живых к тому времени.

– Почему, сэр? – Я умру от голода. – Может быть, вас устроят пока что эти десять долларов? – Десять долларов спасут мне жизнь. Только и всего!

Правительственную субсидию в тридцать тысяч долларов Морзе мог получить при условии, что будет установлена первая пробная линия протяженностью в 40 миль.

Первые линии постоянно выходили из строя в плохую погоду. Однажды было обнаружено сто семьдесят обрывов на протяжении тридцати миль. Медная проволока после испытания была отвергнута и заменена железной, а потом ее вытеснил плетеный кабель. Монтеры, следившие за линией, не знали покоя. Им противостояли не только силы природы, но и разгневанные фермеры, норовившие оборвать линию, потому что их раздражал гул в проводах.

Первая половина XIX века была временем, когда только целеустремленные и упорные люди могли рассчитывать на успех, да и то лишь в том случае, если их стремления совпадали с интересами растущей страны. Когда Морзе бросил живопись и избрал карьеру изобретателя, он сразу превратился в «человека своей эпохи».

Телеграфные аппараты Шиллинга, Гаусса-Вебера, Кука-Уитстона относятся к электромагнитным аппаратам стрелочного типа, в то время как аппарат Морзе являлся электромеханическим. Большой заслугой Морзе является изобретение телеграфного кода, где буквы алфавита были представлены комбинацией коротких и длинных сигналов — «точек» и «тире» (код Морзе).

В 1858 году была установлена трансатлантическая телеграфная связь. Затем был проложен кабель вАфрику, что позволило в 1870 году установить прямую телеграфную связьЛондон—Бомбей(через релейную станцию вЕгиптеи наМальте).

В наши дни возможности обмена сообщениями по сети Телекс сохранены во многом благодаря электронной почте. В России телеграфная связь существует и поныне, телеграфные сообщения передаются и принимаются при помощи специальных устройств — телеграфных модемов, сопряжённых в узлах электрической связи с персональными компьютерами операторов, правда, передача сообщений в большинстве случаев осуществляется уже по современным каналам связи, сеть проводного телеграфа на большей части территории России демонтирована.

В некоторых странах национальные операторы сочли телеграф устаревшим видом связи и свернули все операции по отправлению и доставке телеграммв традиционном значении этого термина. В Нидерландах телеграфная связь прекратила работу в2004 году. В январе2006 годастарейший американский национальный оператор Western Union объявил о полном прекращении обслуживания населения по отправке и доставке телеграфных сообщений. В июле2013 годателеграф был закрыт в Индии[9].

В то же время, в Канаде, Бельгии, Германии, Швеции, Японии некоторые компании всё ещё предоставляют услуги по отправке и доставке традиционных телеграфных сообщений.