В 1800 году Алессандро Вольта отправил письмо в Лондонское королевское общество - письмо, которое изменило физику навсегда. К нему прилагалось описание устройства: стопка металлических дисков, влажные прокладки, и никаких искр, никакой лейденской банки. Просто тихий, почти незаметный, но непрерывный электрический ток. Вольта называл свой прибор «pilе» - просто «стопка». Мы знаем его как вольтов столб. Но вот парадокс: человек, чьим именем назвали единицу напряжения, никогда не измерял напряжение в вольтах. Не потому что не хотел - такой единицы попросту не существовало. Вольта был не случайным изобретателем. С молодых лет он систематически изучал электрические явления ...
Освещение в помещении кажется простой задачей только на первый взгляд. На практике от него зависит и комфорт людей, и безопасность работы, и то, насколько точно можно выполнять операции на рабочей поверхности. Поэтому при проектировании светильников важно не просто «дать свет», а понять, какой именно результат нужен в конкретной ситуации. В инженерной практике для этого используют разные методы расчета. Одни дают лишь предварительную оценку мощности, другие подходят для общего равномерного освещения, а третьи позволяют проверить освещенность в конкретной точке. Выбор зависит от назначения помещения, его геометрии, наличия отражающих поверхностей и того, насколько подробно нужно оценивать световую картину ...
Для защиты высоковольтных линий электропередачи от разрушительного воздействия атмосферных перенапряжений (разрядов молний), над проводами линий подвешивают специальные грозозащитные тросы. Данные тросы служат своего рода протяженными молниеотводами, количество которых зависит от нескольких факторов: от класса напряжения линии, от сопротивления окружающего опору грунта, от места установки опоры и от количества подвешенных на ней проводов. В зависимости от расстояния между тросом и ближайшим защищаемым проводом, вычисляют и соответствующую высоту подвеса троса на опоре. Если напряжение высоковольтной линии находится в диапазоне ...
Неправильный монтаж распределительных коробок — частая причина коротких замыканий, пожаров и преждевременных выходов из строя электросети, поэтому важно знать главные ошибки и как их избежать. Обычная скрутка без последующей механической и электрической обработки даёт мало контактных точек, что со временем повышает переходное сопротивление и вызывает локальный перегрев, плавление изоляции и, в итоге, короткое замыкание. Для надёжности применяют опрессовку гильзами, пайку (где допустимо), сварку или сертифицированные клеммники; пропаянную скрутку затем изолируют по всей длине с захватом неизолированной части провода. Медные и алюминиевые жилы в непосредственном контакте быстро подвергаются ...
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 ...
В силу того, что нынешние микроконтроллеры обладают достаточно высокими вычислительными мощностями, позволяющими лишь на одной маленькой микросхеме реализовать полнофункциональное устройство небольшого размера, притом с низким энергопотреблением, - стоимость непосредственно готовых устройств становится все ниже. По этой причине микроконтроллеры можно встретить всюду в электронных блоках совершенно разных устройств: на материнских платах компьютеров, в контроллерах DVD-приводов, жестких и твердотельных накопителей, в калькуляторах, на платах управления стиральных машин, микроволновок, телефонов, пылесосов, посудомоечных машин, внутри домашних роботов ...
В 1907 году британский инженер Генри Джозеф Раунд подключил кристалл карбида кремния к источнику тока - и вдруг увидел слабое жёлтое свечение в месте контакта. Он написал об этом короткую заметку в журнал, отметив, что наблюдает нечто любопытное, - и больше к теме не возвращался. Времени разбираться не было: на дворе стоял 1907 год, квантовой физики ещё не существовало, и объяснить увиденное было просто не из чего. Раунд не знал, что стал первым человеком, который своими руками превратил электрический ток в свет с помощью полупроводника. Прошло ещё полвека, прежде чем физики поняли, что именно произошло в том контакте ...
Штробление - это одна из тех операций в электромонтаже, где разница между любительским и профессиональным подходом видна буквально на стене. Канал под кабель можно прорезать за несколько минут, а можно испортить несущий участок, засыпать объект пылью и получить трассу, которую потом придётся переделывать. Между этими двумя вариантами лежит понимание материала, правильный выбор инструмента и элементарная технологическая дисциплина. Стена - не однородная среда. Кирпичная кладка, монолитный бетон, газобетонный блок, панель с пустотами и многослойная штукатурка реагируют на инструмент совершенно по-разному, поэтому один и тот же инструмент на разных основаниях ...
Силовые трансформаторы - неотъемлемые элементы энергосистемы. Данные элементы выполняют очень важную функцию - они преобразуют электроэнергию из одного значения напряжение в другое значение, необходимое для дальнейшей передачи энергии или для питания конечных потребителей. Важнейшей задачей энергетики является поддержание нормального и бесперебойного режима работы оборудования, в том числе и силовых трансформаторов, который может быть обеспечен только при правильной его эксплуатации. В данной статье рассмотрим особенности эксплуатации силовых трансформаторов. К распределительному трансформатору как к основному и важнейшему элементу подстанции условиями эксплуатации ...
На современном рынке химических источников постоянного тока многоразового использования наиболее распространенными являются аккумуляторы следующих шести типов: cвинцово-кислотные аккумуляторы, никель-кадмиевые аккумуляторы, никель-металл-гидридные аккумуляторы, никель-цинковые аккумуляторы, литий-ионные аккумуляторы, литий-полимерные аккумуляторы. У многих нередко возникает вполне резонный вопрос, как же правильно заряжать тот или иной аккумулятор, чтобы не испортить его раньше времени, чтобы продлить до максимально возможного срок его службы, и вместе с тем получить высокое качество его работы? ... 
Ультразвуком называют упругие волны (волны, распространяющиеся в жидких, твёрдых и газообразных средах за счёт действия упругих сил), частота которых лежит за пределами слышимого для человека диапазона - приблизительно от 20 кГц и выше. И хотя физически ультразвук имеет ту же природу, что и слышимый звук, отличаясь лишь условно (более высокой частотой), именно благодаря более высокой частоте ультразвук оказывается применим по ряду полезных направлений. Так, при измерении скорости ультразвука в веществе, получают очень незначительные погрешности при мониторинге быстропротекающих процессов, при определении удельной теплоемкости (газа), при измерении упругих постоянных твердых тел ...
Промышленная вентиляция долго оставалась одной из самых инертных систем здания - вентиляторы крутились на полную мощность независимо от того, сколько людей в цехе и какова температура снаружи. Сегодня ситуация кардинально иная: за движением воздуха следит программируемый логический контроллер, который в каждый момент времени знает, что происходит в десятках точек здания, и принимает решения быстрее любого оператора. Экономия от такого подхода достигает 30-50% по электроэнергии - и это не маркетинговое преувеличение, а результат конкретных физических законов, заложенных в алгоритмы. Архитектура современной системы управления вентиляцией напоминает нервную систему ...
Резервирование ПЛК превращает уязвимую точку АСУ ТП в управляемый узел, где отказ одного контроллера - не катастрофа, а плановый переход. В системах непрерывного производства, нефтехимии или энергетике простои стоят миллионов в час, и здесь горячий, тёплый или холодный резерв решает задачу по-разному: от мгновенной синхронизации до ручного восстановления, с учётом физики сигналов, статистики отказов и инженерных компромиссов. Представьте два ПЛК, тикающих в унисон, как часы с маятниками на общей оси. Основной (Master) и резервный (Slave) сканируют программу параллельно, обмениваясь не только значениями переменных, но и полным состоянием: результатами вычислений ...
Каждую секунду Солнце обрушивает на поверхность Земли поток энергии, который в тысячи раз превышает все нужды человеческой цивилизации. Один час солнечного света, достигающего поверхности нашей планеты, теоретически мог бы обеспечить человечество электроэнергией на целый год. Это не преувеличение - это просто физика. Но физика же ставит и ограничения. Поймать фотон - задача не тривиальная. Преобразовать его в электрон, направить этот электрон в нужную сторону, не дать энергии раствориться в тепле - целая наука. И в центре этой науки стоит понятие, с которого мы начали весь наш цикл: запрещённая зона. Именно она определяет, какой свет кристалл умеет ловить ...
Что происходит на границе двух типов полупроводников, почему ток течёт только в одну сторону. Из этого простого принципа вырастают диоды, транзисторы и солнечные батареи. Представьте две страны, вплотную примыкающие друг к другу. В одной избыток мужчин, в другой избыток женщин. Открыли границу, и начнётся движение: одни переходят в одну сторону, другие в другую. Но движение не будет вечным. Очень скоро накопившийся на границе заряд создаст поле, которое остановит дальнейший переток. Установится равновесие, и граница превратится в барьер. Именно это происходит при соединении двух кусков полупроводника. Один легирован фосфором, другой бором ...
Феномен советской научно-популярной книги 1970-80-х годов - это уникальная культурная институция, где просвещение становилось не сухим изложением фактов, а живым процессом мышления. Эти издания, рождённые в эпоху расцвета советской науки, превращали сложные идеи в захватывающее путешествие, доступное инженеру на заводе и учительнице в провинциальной школе. Они учили не только тому, что думать, но и как именно - с сомнением, восторгом и строгой логикой. Структура таких книг напоминала трёхактную драму, где каждый этап служил инструментом честного поиска истины: автор не навязывал готовый ответ, а моделировал сам процесс его обнаружения ...
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 ...