Первым на явление сверхпроводимости наткнулся Хейке Камерлинг-Оннес — голландский физик и химик. Годом открытия явления считается 1911 год. А уже в 1913 году ученый получит за свои исследования Нобелевскую премию по физике. Проводя изыскания на тему электрического сопротивления ртути при сверхнизких температурах, он хотел определить, до какого же уровня сможет упасть сопротивление вещества электрическому току, если его очистить от примесей и максимально понизить то, что можно назвать «тепловым шумом», то есть понизить температуру данного проводящего вещества ...
Диэлектрики в обычном понимании слова — это вещества, приобретающие электрический момент под действием внешнего электростатического поля. Однако среди диэлектриков существуют и такие, которые проявляют совершенно необычные свойства. К таким диэлектрикам с особенными свойствами относятся сегнетоэлектрики и электреты. О них и пойдет речь далее. Самопроизвольная или спонтанная поляризация вещества впервые была открыта в 1920 году у кристаллов сегнетовой соли, а позже и у других кристаллов. Однако в честь сегнетовой соли — первого открытого диэлектрика, проявившего данное свойство ...
Вся наша планета крепко окутана проводными и беспроводными сетями различного назначения. Очень большая доля всей этой информационной паутины приходится на кабели передачи данных. И проложены они сегодня не только по воздуху или под землей, но даже под водой. Концепция подводного кабеля не нова. Старт реализации первой столь амбициозной идеи датируется 5 августа 1858 года, когда государства двух континентов, Соединенные Штаты и Великобритания, наконец то были соединены телеграфным трансатлантическим кабелем, который пробыл исправным целый месяц, но вскоре начал разрушаться ...
Что такое обычное электромагнитное реле — известно, пожалуй, всем. Катушка индуктивности притягивает своим сердечником подвижный контакт, который при этом размыкает или замыкает цепь нагрузки. Такие реле способны коммутировать большие токи, управлять мощными активными нагрузками, при условии что события переключения происходят достаточно редко. Если коммутация посредством реле будет осуществляться с высокой частотой или нагрузка будет индуктивной, то контакты реле быстро обгорят и нарушат нормальный режим работы оборудования, питание которого включается и выключается ...
Нагревательные элементы подвергаются комплексному воздействию термических, механических и химических факторов, приводящих к их постепенной деградации. При циклическом нагреве и охлаждении в материале возникают термические напряжения из-за разницы коэффициентов теплового расширения структурных компонентов. Этот процесс вызывает образование микротрещин, которые со временем разрастаются и снижают механическую прочность элемента. Одновременно происходит диффузия атомов основного металла к поверхности, изменяющая исходную микроструктуру материала ...
Современные частотно-регулируемые приводы (ЧРП) представляют собой сложные электронные устройства, генерирующие импульсные сигналы с высокой скоростью переключения. В то время как традиционные асинхронные двигатели десятилетиями успешно работали на обычных синусоидальных напряжениях, старые кабельные линии никогда не проектировались для работы с искаженными формами сигналов, характерными для выходного напряжения преобразователей частоты. Основная опасность заключается в том, что изоляция кабелей, проложенных 20-30 лет назад, не рассчитана на воздействие высокочастотных гармоник и импульсных перенапряжений ...
В сложных автоматизированных системах идеальная предсказуемость процессов является скорее теоретической абстракцией, чем практической реальностью. Каждый технологический цикл сопровождается множеством переменных факторов, которые невозможно полностью устранить или заранее просчитать. Колебания параметров питающего напряжения, постепенный износ подвижных частей механизмов, изменение характеристик материалов под воздействием температуры и влажности - все эти явления вносят элемент неопределенности в работу автоматики. Человеческий оператор, управляя процессом, интуитивно компенсирует ...
В основе работы ультраконденсаторов лежат принципиально иные физические процессы по сравнению с традиционными аккумуляторами. Эти устройства, также известные как суперконденсаторы или ионисторы, функционируют благодаря формированию двойного электрического слоя на границе между электродом и электролитом. Такой механизм накопления энергии кардинально отличается от химических реакций, характерных для аккумуляторных батарей. Конструкция современных ультраконденсаторов включает два высокопористых электрода, обычно изготовленных из активированного угля с исключительно развитой удельной поверхностью ...
Современные энергосистемы переживают фундаментальную трансформацию, сравнимую по масштабам с переходом от паровых машин к электрическим сетям в конце XIX века. Традиционная модель централизованного производства и распределения электроэнергии, доминировавшая более столетия, уступает место интеллектуальным сетевым решениям, объединенным под концепцией Smart Grid. Физической основой этой трансформации стало массовое внедрение цифровых технологий в энергетическую инфраструктуру. Если классические сети работали по принципу однонаправленного потока энергии от крупных электростанций к потребителям ...
Академия профессионального образования кадров (АПОК) предлагает пройти программу профессиональной переподготовки по специальности «Инженер-электрик» дистанционно, без отрыва от работы, для слушателей по всей России. Программа ориентирована на специалистов, уже работающих с эксплуатацией и ремонтом электротехнического оборудования и электросетей, а также на тех, кто хочет получить новые компетенции и переквалифицироваться для работы на инженерных должностях в сфере энергетики. Переподготовка в АПОК — это удобный, быстрый и официальный способ получить востребованную профессию инженера-электрика ...
Полномасштабный блэкаут представляет собой наиболее тяжелый сценарий развития аварии в энергосистеме, когда происходит полное прекращение электроснабжения на обширной территории. В отличие от локальных отключений, такой коллапс энергосистемы приводит к каскадному отключению всех элементов: электростанций, подстанций, распределительных сетей. Особенность этой ситуации заключается в том, что современные электростанции не могут быть запущены без внешнего источника энергии - они сами становятся заложниками созданного ими же энергодефицита. Проблема усугубляется тем, что большинство вспомогательных систем ...
В реальных промышленных условиях достижение абсолютной чистоты металлов представляет собой практически невыполнимую задачу. Даже самые высококачественные марки меди и алюминия содержат множество примесных элементов, концентрация которых может варьироваться от следовых количеств до нескольких процентных долей. Эти, казалось бы, незначительные включения оказывают глубокое влияние на фундаментальные характеристики проводниковых материалов. Физическая природа этого явления заключается в нарушении идеальной структуры кристаллической решетки - посторонние атомы создают локальные деформации ...
Биоинспирированная робототехника представляет собой инновационное направление, в котором инженеры и ученые черпают вдохновение из природных систем для создания более эффективных, адаптивных и функциональных роботов. Этот подход основан на глубоком изучении биологических организмов, которые за миллионы лет эволюции выработали оптимальные решения для передвижения, адаптации к среде и выживания в сложных условиях. Современная робототехника все чаще обращается к живой природе как к источнику вдохновения. Биоинспирированный подход — это не просто копирование ...
Современные светодиодные технологии вплотную приблизились к фундаментальным физическим пределам эффективности преобразования электрической энергии в световую. Для белого света этот теоретический максимум составляет 300-320 люмен на ватт, что обусловлено базовыми законами фотоники и квантовой механики, а не временными технологическими ограничениями. Часто встречающиеся в популярных источниках утверждения о скором появлении светодиодов с эффективностью 500 люмен на ватт и более вступают в прямое противоречие с принципом сохранения энергии ...
За два столетия промышленных революций профессия инженера по автоматизации претерпела радикальные изменения, неоднократно переосмысливая свой инструментарий, подходы и методологию. Если в начале XIX века специалисту было достаточно разбираться в механических передачах и рычажных системах, то к XXI веку от него требуются навыки работы с цифровыми технологиями, промышленными сетями, алгоритмами машинного обучения и кибербезопасностью. Путь развития профессии можно проследить через призму технологических эпох, каждая из которых предъявляла свои уникальные требования к квалификации ...
Концепция абсолютного изолятора — материала, полностью непроницаемого для электрического тока при любых условиях — на протяжении столетий остается недостижимым идеалом для ученых и инженеров. В теоретических расчетах такой гипотетический материал должен демонстрировать бесконечно высокое удельное сопротивление, нулевую диэлектрическую проницаемость и абсолютную устойчивость к электрическому пробою независимо от приложенного напряжения. Однако практический опыт однозначно показывает, что даже наиболее совершенные современные диэлектрические материалы — от сверхчистого кварцевого стекла до ...
Современные энергосистемы претерпели радикальную трансформацию, превратившись в сложнейшие киберфизические комплексы, где интеллектуальные алгоритмы выполняют функции виртуальных дирижеров. Эти цифровые системы координируют работу тысяч разнородных элементов - от гигантских электростанций до домашних солнечных панелей, от магистральных ЛЭП до локальных накопителей энергии. Подобно опытному стратегу в компьютерной игре, энергетические алгоритмы должны анализировать огромные массивы оперативных данных, прогнозировать развитие ситуации на несколько ходов вперед ...
Современные технологии аддитивного производства бросили вызов столетним принципам промышленного производства, основанным на вычитающих методах обработки. В отличие от традиционных подходов, где создание детали предполагает удаление материала из заготовки, 3D-печать строит объекты слой за слоем, открывая беспрецедентные возможности в проектировании и изготовлении. Этот принципиально иной подход ломает сразу несколько фундаментальных аксиом классического производства. Технология устраняет необходимость в сложной оснастке и формах, которые традиционно составляли значительную часть себестоимости изделия ...