В природе существует особая структурная модификация углерода, при которой графеновая плоскость (слой углерода толщиной в один атом) оказывается свернута в трубку. Такие углеродные трубки, диаметром до нескольких нанометров, могут достигать нескольких сантиметров в длину. Можно соединять друг с другом отдельные трубки и получать из них еще более протяженные структуры. На сегодняшний день существуют сотни методик синтеза углеродных нанотрубок, позволяющие получать структуры различной длины, диаметра, толщины стенок, дефектности и т. п. Углеродные нанотрубки бывают бывают одностенными и многостенными. Они находят применение в различных областях ...

И гальванические элементы, и аккумуляторы - являются химическими источниками тока. Это значит, что ток в цепи нагрузки, порождаемый подобными источниками, сопровождает протекание некой химической реакции, которая, в свою очередь, и является причиной протекания тока. В ходе химической реакции исходные вещества, называемые реагентами, превращаются в другие вещества, при этом структура ядер атомов веществ не изменяется, но изменяются электроны, окружающие ядра атомов: происходит перераспределение электронов между реагентами, в итоге образуются новые вещества. И в ходе этого перераспределения электронов в химических источниках тока ...

Электрические проводники играют ключевую роль в современной электротехнике, обеспечивая надежную передачу электрического тока в различных устройствах и системах. 350 назад, когда люди начали изучать электрические явления, у металлической проволоки обнаружилось новое замечательное свойство — способность проводить электрические заряды. Так, в руках человека проволока стала электрическим проводом. Оказалось, что среди металлов особенно хорошей электропроводностью отличаются медь и алюминий (не считая драгоценных металлов). Современные электрические провода и кабели делаются из очень чистой меди — до 99,93%, так как примеси увеличивают сопротивление току ...

Кофемашина - это не просто бытовой прибор для быстрого завтрака. По сути, в ней собраны сразу несколько инженерных систем: автоматика, термодинамика, гидравлика, материалы, экстракция и контроль качества процесса. Когда мы нажимаем кнопку, машина за несколько десятков секунд проходит путь от состояния ожидания до тонко рассчитанного технологического цикла, где важна каждая мелочь - от температуры воды до размера помола. Если смотреть только со стороны, кажется, что кофемашина делает одну вещь: пропускает горячую воду через кофе. Но на самом деле ей приходится решать сразу несколько задач одновременно. Нужно быстро нагреть воду, удержать нужную температуру, создать достаточное давление, дозировать поток ...

Если в бочку с водой бросить кирпич, бочка уцелеет. Но если в нее выстрелить из пистолета, вода мгновенно разорвет обручи. Дело в том, что жидкости практически несжимаемы. Сравнительно медленно падающий кирпич позволяет воде успеть среагировать: уровень жидкости несколько повысится. А вот когда в воду врезается стремительная пуля, вода уже не успевает подняться, в результате резко подскакивает давление, и бочка разваливается. Нечто похожее произойдет, если в бочку угодит удар молнии. Конечно, такое случается редко. Но вот в озеро или речку «попадания» бывают чаще. Лев Александрович Юткин в детстве стал свидетелем такого события ...

Во второй половине XIX века, английский физик Джон Гопкинсон и его брат Эдвард Гопкинсон, разрабатывая общую теорию магнитных цепей, вывели математическую формулу, получившую название «формула Гопкинсонов» или закон Гопкинсона, являющийся аналогом закона Ома (применяемого для расчета электрических цепей). Так, если классический закон Ома математически описывает связь между током и электродвижущей силой (ЭДС), то закон Гопкинсона аналогичным образом выражает связь между магнитным потоком и так называемой магнитодвижущей силой (МДС). В результате оказалось, что магнитодвижущая сила это физическая величина, характеризующая способность ...

Электрическое поле и напряжение - это не просто пара терминов из школьного учебника, а язык, на котором природа описывает действие зарядов друг на друга. Если смотреть глубже, поле оказывается не удобной выдумкой физиков, а самостоятельной физической реальностью, которая хранит энергию, передаёт взаимодействие и определяет, как будет двигаться заряд в каждой точке пространства. Когда два заряда притягиваются или отталкиваются, кажется, будто один мгновенно «чувствует» другой. Однако современная физика описывает это иначе: каждый заряд изменяет свойства пространства вокруг себя, создавая электрическое поле, а уже поле действует на другие заряды ...

Источниками оптического излучения (другими словами — источниками света) являются многие естественные объекты, а также искусственно создаваемые приборы, в которых те или иные виды энергии превращаются в энергию электромагнитного излучения с длиной волны от 10 нм до 1 мм. В природе такими, давно ставшими нам привычними, источниками являются: солнце, звезды, молнии и т. д. Когерентные источники, такие как лазеры, генерируют узконаправленный свет с высокой степенью монохроматичности и интенсивности. Они используются в медицине, телекоммуникациях и производстве. Некогерентные источники включают лампы накаливания, галогенные лампы, светодиоды и газоразрядные лампы ...

Керамика – один из ключевых материалов в электротехнике и электроэнергетике, обладающий уникальными свойствами, такими как высокая термостойкость, отличные электроизоляционные характеристики и устойчивость к химическим и механическим воздействиям. Благодаря этим особенностям керамика используется в самых разных областях – от линий электропередачи до высокочастотных цепей. Производство керамических материалов представляет собой сложный и многоступенчатый технологический процесс, требующий тщательной подготовки на каждом этапе. Основой для создания керамики служат разнообразные природные и синтетические материалы, среди которых можно выделить каолин, кварц ...

Для начала имеет смысл упомянуть классический эффект Мейснера, при котором из объема проводника, пребывающего в сверхпроводящем состоянии, полностью вытесняется магнитное поле, в которое он помещен. Так, если над охлажденной до критической температуры пластиной из оксида иттрия-бария-меди, ставшей в этих условиях сверхпроводником, разместить магнит, то он сможет парить в воздухе, преодолевая силу тяжести. Оксид иттрия-бария-меди имеет критическую температуру 93К, поэтому жидкого азота с его 77,4 К с избытком хватает для сообщения пластине нужной температуры, при которой она становится сверхпроводником. Суть эффекта Мейснера состоит в том, что наведенное в пластине из сверхпроводника магнитное поле ...

Дверь промышленного предприятия - не просто физическая преграда. За каждым открыванием стоит цепочка событий: радиочастотный импульс, решение микроконтроллера, щелчок реле и механическое движение привода. Три разных физических принципа образуют единую систему, и именно в этом единстве заключается инженерная логика современной СКУД. В основе большинства СКУД лежит пассивная RFID-метка - чип без собственного питания, встроенный в пластиковую карту или брелок. Метка не излучает ничего сама по себе. Когда карта попадает в поле считывателя, антенна метки работает как вторичная обмотка воздушного трансформатора. Электромагнитное поле считывателя индуцирует ...

Согласно докладу Всемирного экономического форума, к 2030 году автоматизация создаст 170 миллионов новых рабочих мест при чистом росте занятости около 7%. Электротехника - одна из немногих отраслей, где этот рост сочетается с демографическим давлением: стареющий персонал уходит на пенсию быстрее, чем система образования готовит замену. В России и Беларуси Министерства труда уже зафиксировали устойчивый спрос на электромехаников и электромонтёров как приоритетную нишу рынка труда на ближайшие пять лет. Чтобы понять, куда движется профессия, полезно разобраться, где она находится сегодня. За последние 10-15 лет в русскоязычной электротехнической среде произошла настоящая терминологическая революция ...

Дифференциальная защита в виде УЗО и дифавтоматов стала неотъемлемой частью современной низковольтной электроустановки: квартиры, коттеджи, производственные и общественные здания проектируются уже «с расчётом на утечки». В отличие от классических автоматических выключателей, реагирующих на перегрузку и короткое замыкание, УЗО и дифавтоматы отслеживают токи, которые «убежали» из цепи по паразитным путям - через повреждённую изоляцию, влажные конструкции или тело человека. На первый взгляд принцип прост: сравниваются токи в фазном и нулевом проводниках, и при их расхождении аппарат отключает цепь. Но за этой схемой стоит вполне конкретная векторная физика ...

Природе свойственны периодические процессы: день сменяет ночь, теплое время года сменяется холодным и т. д. Период этих событий почти постоянен и поэтому может быть строго определен. Кроме того, мы вправе утверждать, что приведенные в качестве примера периодические природные процессы не являются затухающими, по крайней мере по отношению к продолжительности жизни одного человека.  Однако в технике, а в электротехнике и в электронике - особенно, далеко не все процессы являются периодическими и незатухающими. Обычно какой-нибудь электромагнитный процесссначала возрастает, а затем убывает. Часто дело ограничивается лишь фазой начала колебания ...

Принцип действия датчика радиации или дозиметра основан на работе счетчика Гейгера, связанного с измерительной схемой. Именно он является активным регистрирующим элементом, в межэлектродном пространстве которого под действием радиации происходят лавинные пробои инертного газа. Герметичный баллон, изготовленный из стекла или металла, заполнен инертным газом: аргоном, неоном либо газовой смесью подходящего состава при пониженном давлении. Данный баллон оснащен парой внутренних электродов: в центре находится положительный анод,  вокруг него - отрицательный катод. На электроды через резистор подается постоянное напряжение ...

Для начала ответим себе на вопрос, что такое электрический ток. Простая батарейка, стоящая на столе, сама по себе ток не создает. И фонарик, лежащий на столе, ток через свои светодиоды просто так, ни с того ни с сего, не создаст. Чтобы появился ток, что-то куда-то должно потечь, хотя бы начать двигаться, а для этого цепь из светодиодов фонарика и батарейки необходимо замкнуть. Не даром, в былые времена электрический ток сравнивали с движением некой заряженной жидкости. На самом деле мы теперь знаем, что электрический ток — это направленное движение заряженных частиц, и что более близким к реальности аналогом был бы заряженный газ ...

Название «графит» происходит от греческого слова «графо» - писать. Данный минерал представляет собой одну из модификаций углерода, обладающую характерной слоистой структурой. Сохранились исторические свидетельства применения графита в древности в качестве красящего средства, - это глиняная посуда, датированная 40 веком до нашей эры, раскрашенная при помощи данного минерала. Современное название графит получил в 1789 году от немецкого геолога и педагога Абраама Готлоба Вернера, который в числе прочего занимался изучением пластов осадочных пород, а также разработал шкалы для определения минералов по внешним признакам ...