Среди всех технологий долгосрочного хранения электроэнергии одна выделяется своей нарочитой простотой: воздух закачивается под высоким давлением в подземную полость, а когда энергия нужна - выпускается обратно и раскручивает турбину. Никакой экзотической химии, никаких редкоземельных металлов. CAES (Compressed Air Energy Storage, накопление энергии сжатым воздухом) - это технология, которая работает по тому же принципу, что и обычный баллон для пневматики, только в планетарных масштабах. Рынок CAES оценивался в 1,7 млрд долл. в 2025 году и, по прогнозам аналитиков, достигнет 3,6 млрд долл. к 2035 году при среднегодовом темпе роста 7,6%. ...
Любой полупроводниковый прибор, будь то IGBT-модуль в частотном преобразователе или SiC-ключ в тяговом инверторе, неизбежно сталкивается с одним и тем же физическим препятствием: механически идеально ровных поверхностей не существует. Даже тщательно шлифованные металлические плоскости при микроскопическом увеличении обнаруживают горный рельеф пиков и долин, а воздух, заполняющий эти впадины, обладает теплопроводностью около 0,025 Вт/м·К - то есть является прекрасным теплоизолятором. Именно здесь вступают в дело термоинтерфейсные материалы (TIM): их единственная функция - вытеснить воздух из микропространства ...
Промышленные объекты неустанно вибрируют. Трансформаторы гудят на частоте 50 Гц, подшипники электродвигателей отзываются собственными резонансами, трубопроводы передают пульсации насосов на километры в стороны. До недавнего времени всё это механическое беспокойство воспринималось исключительно как помеха, источник усталостных разрушений и акустического дискомфорта. Однако в арсенале современной физики появился класс устройств, способных обратить рассеянную вибрационную энергию в электричество - магнитоэлектрические (МЭ) преобразователи-харвестеры нового поколения. В основе МЭ-харвестера лежит элегантная физическая идея ...
Когда начинающий проектировщик впервые открывает Правила устройства электроустановок, первое, что он ищет в разделе про кабели - таблицу допустимых длительных токов. Логика очевидна: ток нагрузки известен, нужно найти сечение, при котором кабель этот ток выдержит без перегрева. Нашёл - записал - готово. Именно так учат в большинстве вузов, и именно так работает большинство практикующих инженеров на протяжении всей карьеры. Критерий нагрева решает вполне конкретную задачу: не допустить, чтобы изоляция кабеля разрушилась от перегрева раньше расчётного срока службы. Это важно, это обязательно, это закон ...
Если бы ни магнитные потоки, то вряд ли современная электротехника могла бы существовать. Работа генераторов и электродвигателей, электромагнитов и трансформаторов, измерительных приборов и датчиков Холла, - основана на использовании магнитного поля и свойствах магнитного потока. Для того чтобы сконцентрировать и усилить магнитный поток, прибегают к применению ферромагнитных материалов. Из ферромагнитных материалов изготавливают магнитопроводы — тела нужных форм и размеров, сердечники, чтобы направить магнитные потоки той или иной величины в требуемом направлении ...
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 ...
Свинцово-кислотный аккумулятор был изобретен в 1859 году французским физиком Гастоном Планте (Raimond Louis Gaston Plante), исследователем земного магнетизма и электрических явлений в атмосфере. Данному изобретению предшествовало открытие, сделанное Планте в результате его экспериментов с электролизом водного раствора серной кислоты со свинцовыми электродами. Источником питания в установке для электролиза служили два соединенных последовательно элемента Бунзена (дававшие в сумме 3,6 - 3,8 вольт). Перед экспериментом свинцовые электроды находились на воздухе ...
Многие из нас так или иначе сталкивались с солнечными элементами. Кто-то пользовался или пользуется солнечными батареями для получения электричества в бытовых целях, кто-то использует небольшую солнечную панель для зарядки любимого гаджета в полевых условиях, а кто-то уж точно видел маленький солнечный элемент на микрокалькуляторе. Некоторым даже посчастливилось побывать на солнечной электростанции. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, как происходит процесс преобразования солнечной энергии в энергию электрическую? Процесс преобразования солнечной энергии в электрическую основан ...
Заморозьте воду — и она расширится, потому что при замерзании ее молекулы выстроятся в структуру определенной формы, при которой вода займет больший объем, нежели та же вода в жидком состоянии. Похожим образом ведет себя намагничиваемое тело, например, помещенное во внешнее магнитное поле: состояние намагниченности тела изменяется, в результате, в большей или в меньшей степени, изменяются и линейные размеры данного тела. В этом и заключается явление, называемое магнитострикцией. Физикам хорошо известно, что намагниченность тела может изменяться не только в результате намагничивания ...
Наряду с батарейками (гальваническими элементами) и аккумуляторами, давно существует еще один тип химических источников тока, называемый топливным элементом. В отличие от аккумуляторов и гальванических элементов, топливный элемент требует непрерывной подачи в него химических реагентов; при этом химический состав электролита, в процессе работы такого источника, принципиально не изменяется. Данный метод прямого преобразования химической энергии в электрическую впервые был продемонстрирован в 1838 году английским химиком Уильямом Робертом Грове, открывшим явление ...
Впервые услышав словосочетание «отрицательное сопротивление», можно пофантазировать и вообразить себе некий фантастический элемент электрической цепи, вроде проволочного резистора, который не препятствует прохождению тока, а наоборот - помогает ему течь. Однако такое понимание термина является превратным и весьма далеко от реальности. На самом деле, когда речь заходит об отрицательном сопротивлении, имеется ввиду отрицательное дифференциальное сопротивление, то бишь динамическое, а вовсе не мифический постоянный резистор, волшебным образом усиливающий ток ...
В ряде случаев любую электростатическую задачу можно было бы начинать решать с нахождения в каждой интересующей нас точке пространства электрических сил и соответствующих напряженностей, исходя из закона Кулона. Давайте, однако, посмотрим на картину электрических зарядов несколько шире. Для начала изобразим с помощью силовых линий геометрическую картину электрического поля, создаваемого положительным точечным зарядом в точке. Силовые линии будут исходить из положительного заряда. В случае отрицательного заряда, силовые линии будут заканчиваться на нем ...
Представьте себе мир конца XIX века. Всего чуть более ста тридцати лет назад, в 1890-х годах, электричество было настолько новым и ненадежным явлением в повседневной жизни, что светильники в домах проектировались так, чтобы работать и на газе, и на электричестве одновременно. Люди не доверяли этой невидимой силе, которая могла внезапно исчезнуть, оставив дом во тьме. Электричество было капризной новинкой, доступной лишь избранным. Сегодня же, спустя столетие, наша жизнь буквально пронизана электричеством. Каждое утро мы просыпаемся от электронного будильника, завариваем кофе в электрической кофеварке ...
«Огненные шары» размером от апельсина до футбольного мяча, которые иногда проходят сквозь стены, является одной из до сих пор неразгаданных загадок современной науки. Шаровая молния — светящиеся белые, желтые, а также красные или сине-фиолетовых шары движутся в разных направлениях, часто вблизи высоковольтного электрооборудования и проводов ЛЭП. Шаровая молния — редкое природное атмосферное электрическое явление, которое еще недостаточно изучено и объяснено. В связи с тем, что шаровая молния до сих пор не описана научно и имеются лишь показания очевидцев, которые разнятся, следовательно, нет достаточного количества достоверных данных ...
Принцип действия элемента Пельтье основан на эффекте Пельтье, который заключается в том, что при пропускании постоянного электрического тока через спай двух разнородных проводников, происходит перенос энергии от одного проводника спая — к другому, при этом в месте спая выделяется или поглощается тепло. Количество выделенного или поглощенного в ходе данного процесса тепла, будет пропорционально току, времени его протекания, а также коэффициенту Пельтье, характерному для данной пары спаянных проводников. Коэффициент Пельтье равен коэффициенту термо-эдс пары, умноженному на абсолютную температуру спая в текущий момент ...
В отечественной электротехнической практике существует устойчивая терминологическая традиция различать понятия «контактор» и «магнитный пускатель», рассматривая их как два разных аппарата. Однако это различие носит скорее конструктивно-функциональный характер, нежели принципиальный. В англоязычной литературе и международной практике такого четкого разделения не существует. Там используются термины «contactor» (контактор) и «motor starter» (пускатель двигателя), где второй рассматривается как простое расширение первого за счёт добавления встроенного реле защиты от перегрузки ...
Замечательный химический элемент, углерод — тот самый, что уютно расположился под номером 6 в четырнадцатой группе второго периода периодической системы химических элементов. С древних времен людям известны алмаз и графит — две из более чем девяти, обнаруженных на сегодняшний день, аллотропических модификаций данного элемента. Кстати, именно углерод имеет максимальное, по сравнению с другими веществами, число известных нынешней науке аллотропических модификаций. Аллотропия предполагает возможность существования в природе одного и того же химического элемента в форме ...
Как известно, для решения некоторых типичных задач электротехники применяют комплексные числа. Но для чего их используют и почему это делают именно так? В этом мы и постараемся разобраться по ходу данной статьи. Дело в том, что комплексный метод, или метод комплексных амплитуд, удобен при расчетах сложных цепей переменного тока. Комплексное число включает в себя мнимую и действительную части, которые между собой различаются и обозначаются в тексте по разному. Само же комплексное число может быть записано в алгебраической, тригонометрической или показательной форме ...