В предыдущей статье мы выяснили, откуда в металлах берутся свободные электроны. Валентная зона и зона проводимости в металле перекрываются, и валентные электроны становятся общим достоянием кристалла - электронным газом. Но тут напрашивается вопрос. Если электроны свободны и способны двигаться по всему куску металла, что мешает им вылететь из провода наружу и разлететься в разные стороны? Мешает им невидимый барьер на поверхности металла. Величина этого барьера - одна из самых практически важных характеристик в физике твердого тела. Свобода электронов в металле имеет границу, и граница эта буквальная ...
Медная жила провода и полиэтиленовая изоляция вокруг нее построены из атомов, и электронов в обоих материалах предостаточно. Но по меди ток идет свободно, а изоляция его не пропускает. Почему в одном твердом теле электроны свободны, а в другом намертво привязаны к своим атомам? В предыдущих статьях мы разбирались, что ток создают свободные заряды, а команду им отдает электрическое поле. Теперь давайте заглянем глубже, внутрь кристалла, и посмотрим, откуда в металлах вообще берутся свободные электроны. Электроны в атоме живут по этажам В изолированном атоме электроны не могут обладать какой попало энергией ...
Процессор обычного настольного компьютера, работая на частоте 3 ГГц, успевает за секунду переключить свои транзисторы три миллиарда раз. Электрон же в медной дорожке на материнской плате дрейфует со скоростью доли миллиметра в секунду - медленнее, чем ползет садовая улитка (подробнее об этом мы рассказывали в статье Скорость электрического тока). Контраст выглядит парадоксальным: как техника, построенная на таких «медленных» носителях заряда, успевает выполнять миллиарды операций? В предыдущей статье мы разобрались, что работу в цепи выполняют электроны, а команду им отдает электрическое поле ...
На предприятии есть оборудование, которое не выпускает продукцию напрямую, но без него производство быстро остановится. Насосы подают воду, вентиляторы удаляют из цеха загрязнённый воздух, компрессоры обеспечивают пневмоинструмент сжатым воздухом, а автоматика следит за тем, чтобы всё это оборудование работало безопасно и экономично. В учебном модуле "Электрооборудование общепромышленных установок - насосы, вентиляторы, компрессоры, их электропривод, защита, автоматизация и диспетчеризация" рассматривается электрооборудование общепромышленных установок: насосных, вентиляционных и компрессорных станций ...
Путь от насоса, откачивавшего воду из шахты, до автоматизированного завода, спутника или аппарата искусственной вентиляции лёгких занял несколько столетий. За всеми этими объектами стоит одна и та же деятельность: инженер должен понять задачу, подчинить физические процессы нужной цели, выбрать материалы и конструкцию, проверить расчёты, организовать изготовление и обеспечить безопасную работу изделия. Инженерное дело не сводится к созданию машин. В него входит проектирование мостов и электростанций, компьютерных систем и медицинских приборов, производственных линий и очистных сооружений. Инженер создаёт не отдельную деталь, а систему ...
Количество светильников на складе нельзя выбирать по площади и мощности приборов. Нужно проверить, куда попадает свет, что перекрывают стеллажи и какие значения получаются в рабочих зонах. На основном большом складе логистического комплекса, который возводили первым, такой подход позволил убрать 726 светильников даже после изменения расстановки стеллажей и повышения требований к освещённости. Речь идёт о крупном логистическом комплексе из трёх складов общей площадью около 140 000 м2. В этой статье рассматривается основной большой склад — первое здание, которое возводили в составе комплекса ...
Само слово «стрим» (stream) переводится как «поток». Соответственно «стример» - это набор тонких разветвленных каналов, по которым движутся своеобразными потоками электроны и ионизированные атомы газа. По сути стример является предшественником пробоя при коронном или искровом разряде в условиях сравнительно высокого давления в газе и относительно большого расстояния между электродами. Разветвленные светящиеся каналы стримера удлиняются и в конце концов перекрывают, замыкают собой промежуток между электродами. Разветвленные светящиеся каналы стримера удлиняются и в конце концов ...
Сегодня уже трудно в каком-нибудь бытовом приборе или блоке питания обнаружить трансформатор на железе. В 90-е годы они начали быстро уходить в прошлое, уступая место импульсным преобразователям или импульсным источникам питания (сокращенно ИИП). Импульсные источники питания превосходят трансформаторные по габаритам, качеству получаемого постоянного напряжения, они имеют широкие возможности регулировки выходного напряжения и тока, а также традиционно оснащены защитой от перегрузки по выходному току. И хотя считается, что импульсные блоки питания являются ...
При проектировании и эксплуатации линий электропередачи протяженностью свыше 500-700 километров инженеры сталкиваются с уникальными физическими явлениями, которые кардинально отличаются от поведения обычных распределительных сетей. Эти сверхдлинные магистрали перестают быть простыми проводниками электричества и превращаются в сложные распределенные колебательные системы с ярко выраженными волновыми свойствами. Когда длина линии становится сравнимой с длиной электромагнитной волны промышленной частоты, в системе возникают стоячие волны напряжения и тока ...
Конденсатор предназначен для временного хранения электрической энергии в форме потенциальной энергии разделенных в пространстве положительных и отрицательных электрических зарядов, то есть в форме электрического поля в пространстве между ними. Соответственно электрический конденсатор включает в себя три главных составляющих компонента: две проводящие обкладки, на которых в заряженном конденсаторе находятся разделенные заряды, и слой диэлектрика, расположенный между обкладками. Обкладки конденсатора, в зависимости от типа данного электротехнического изделия ...
Каждый изолированный кабель, несущий функцию проводника электрической энергии, особенно в масштабах электросети, обязательно должен быть цельным и герметичным, дабы предохранить свои провода от несанкционированных замыканий и от всякого рода внешних воздействий, таких как грунтовая влага, а также от избыточных механических перегрузок, характерных для коммуникаций прокладываемых под землей. Длина подобной кабельной коммуникации может составлять десятки километров, тогда как монтажная длина куска кабеля обычно ограничивается размером перевозимой катушки ...
Благодаря существенному прогрессу в области полупроводниковой электроники и в технологии создания мощных неодимовых магнитов, широкое распространение получили сегодня бесколлекторные двигатели постоянного тока. Они применяются в стиральных машинах, пылесосах, вентиляторах, дронах и т. д. И хотя идея касательно принципа работы бесколлекторного двигателя высказывалась еще в начале 19 века, она ждала своего часа до начала полупроводниковой эры, когда технологии стали готовы к практической реализации этой интересной и эффективной концепции ...
Вольтодобавочным трансформатором называется такой электрический трансформатор, который включается своей вторичной обмоткой последовательно в цепь вторичной обмотки основного трансформатора или просто в рассечку линии основной сети. Обычно вольтодобавочный трансформатор имеет переменный коэффициент трансформации (подобно автотрансформатору), но может быть также и нерегулируемым. Вольтодобавочные трансформаторы традиционно используют с целью автоматической регулировки напряжений отдельных линий или группы линий. К примеру при реконструкции сети, где используется трансформатор ...
Опасный ток для человека - это ток, который может вызвать серьезные повреждения органов и систем, а также смерть. По данным Всемирной организации здравоохранения, смертельный исход наступает при воздействии на человека переменного тока напряжением 220 В и силой 50-100 мА в течение 0,1-3 секунд. Постоянный ток более опасен, чем переменный, так как он вызывает сильную судорогу мышц, которая затрудняет отделение от источника тока. При постоянном токе напряжением 110 В смертельная доза составляет 300-500 мА. Электрический ток может быть опасным для человека по разным причинам ...
Трансформатор – это электрическая машина, которая преобразует переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Работа силового трехфазного трансформатора значительно различается на какую нагрузку он работает – активную, индуктивную или емкостную. В реальных условиях нагрузкой трансформатора является активно-индуктивная нагрузка. В режиме работы на активную нагрузку напряжение первичной обмотки близко к номинальному, ток первичной обмотки определяется нагрузкой трансформатора ...
Каучук — общее имя, под которым продается продукт коагуляции млечного сока, выделяемого некоторыми тропическими растениями. К числу этих растений относится Бразильская гевея (Hevea brasiliensis) и родственные ей виды. Из гевей как дико растущих, так и плантационных получается около 9/10 мировой добычи каучука. Плантационный каучук выше по своим качествам, нежели дико растущий. Продажный каучук носит различные названия, наиболее ценный сорт "пара-каучук". В химическом отношении главной составной частью каучука является углеводород. В настоящее в больших объемах выпускается искусственный каучука, путем полимеризации изопрена ...
Функционируя по своему прямому назначению, любой датчик может быть подвержен воздействию самых разных физических факторов: температуры, давления, влажности, света, вибрации, радиации и т. д. При этом отчетливо воспринимать и измерять датчик должен лишь одну конкретную величину, которая называется, применительно к датчику, естественной измеряемой величиной. Обозначим ее буквой «А». Выходную же величину датчика обозначим буквой «В». Тогда функциональная зависимость выходной величины датчика В от естественной измеряемой величины А, в статических условиях ...
Коэффициентом трансформации называется отношение напряжения на концах первичной обмотки трансформатора к напряжению на выводах его вторичной обмотки, определенному на холостом ходу (когда вторичных обмоток несколько, то коэффициентов – тоже несколько, они определяются в этом случае по очереди). Это отношение принимается равным соотношению количеств витков в соответствующих обмотках. Величина коэффициента трансформации легко вычисляется путем деления показателей ЭДС обмоток исследуемого трансформатора: ЭДС первичной обмотки - на ЭДС вторичной ...