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 ...
Если говорить об однофазных диодных выпрямителях в общем, то двухполупериодный выпрямитель со средней точкой позволяет получить меньшие потери на самих диодах, так как диодов здесь всего два. К тому же, обычно, подобные выпрямители используются в низковольтных устройствах, где ток через диоды существенен. Следовательно и по данному аспекту двухполупериодная схема со средней точкой более выгодна, поскольку потери энергии на диодах пропорциональны квадрату средней величины протекающего через них тока. И если учесть доступность и качество диодов Шоттки, широко представленных на современном рынке ...
Электрооборудование современного мира все более усложняется, особенно это касается IT-технологий. В связи с данной тенденцией, системы обеспечения качества электроэнергии должны удовлетворять этим запросам: они просто обязаны легко справляться с колебаниями, выбросами, провалами напряжения, с шумами, импульсными помехами и т. д., чтобы промышленная сеть и присоединенные к ней потребители могли бы нормально функционировать. Изменение формы сетевого напряжения из-за гармоник, вызываемых нелинейными нагрузками, — вот одна из основных проблем, которую необходимо решать ...
Что если заряжать конденсаторы параллельно или по очереди, а затем соединять их последовательно и использовать получившуюся батарею как источник более высокого напряжения? А ведь это – известный способ повышения напряжения, называемый умножением. Используя умножитель напряжения, можно от источника низкого напряжения получить напряжение более высокое без необходимости прибегать для этой цели к повышающему трансформатору. В некоторых применениях трансформатор вообще не подойдет, и порой куда удобнее воспользоваться для повышения напряжения именно умножителем ...
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 ...
В колебательном контуре, обладающем индуктивностью L, емкостью C и сопротивлением R, свободные электрические колебания имеют тенденцию к затуханию. Чтобы колебания не затухали, необходимо периодически пополнять контур энергией, тогда возникнут вынужденные колебания, которые не будут затухать, ведь внешняя переменная ЭДС станет теперь поддерживать колебания в контуре. Если колебания поддерживать источником внешней гармонической ЭДС, частота которой очень близка к резонансной частоте колебательного контура, то амплитуда электрических колебаний в контуре станет резко возрастать ...
Компьютер давно перестал восприниматься исключительно как устройство для развлечений или офисной работы. Сегодня это многофункциональная платформа, способная кардинально преобразовать любую сферу человеческой деятельности благодаря возможностям автоматизации. Современные вычислительные системы научились не просто обрабатывать информацию, но и полностью заменять человека в выполнении сложных, рутинных или требующих сверхточности операций. Ключевым элементом такой трансформации стало объединение компьютера с различными датчиками и исполнительными механизмами ...
Когда первые проектировщики метрополитенов в конце XIX века столкнулись с вопросом электроснабжения подвижного состава, перед ними стоял сложный технический выбор. Наземные трамваи того времени использовали воздушную контактную сеть, но для подземных тоннелей этот вариант оказался неприемлемым. Ограниченное пространство, проблемы с вентиляцией и требования безопасности диктовали необходимость иного решения. Так появилась концепция третьего (контактного) рельса, ставшая отличительной чертой большинства метрополитенов мира. Физические параметры подземных сооружений создавали ...
Робототехника — это стремительно развивающаяся сфера, которая объединяет инженерное дело, программирование и фундаментальные науки. Однако именно математика играет ключевую роль в создании умных машин. Без неё роботы не смогли бы воспринимать окружающий мир, принимать решения и выполнять точные движения. Математические методы пронизывают все аспекты робототехники — от проектирования механизмов до разработки алгоритмов искусственного интеллекта. Давайте подробно разберём, как различные разделы математики помогают роботам функционировать в реальном мире ...
Глобальный энергопереход к возобновляемым источникам энергии столкнулся с неожиданным препятствием - ограниченностью ресурсов лития, который стал ключевым компонентом современных систем хранения энергии. По данным Геологической службы США, при текущих темпах роста потребления разведанных запасов лития хватит лишь на несколько десятилетий. Эта ситуация усугубляется географической концентрацией месторождений - более 70% мировых запасов сосредоточены в Чили, Австралии и Аргентине, создавая риски для энергетической безопасности многих стран. Параллельно растет экологическая озабоченность ...
Кто из специалистов, работавших над проблемами энергоснабжения в условиях Крайнего Севера, не сталкивался с необходимостью поиска надежных и эффективных решений для работы при экстремально низких температурах? В последние годы термоэлектрические генераторы, долгое время остававшиеся узкоспециализированными устройствами преимущественно для космических применений, переживают период активного развития, постепенно превращаясь в перспективную технологию для арктической энергетики. Современные поколения этих устройств обладают уникальной способностью преобразовывать тепловую энергию ...
Системы автоматизированного проектирования (САПР) прошли долгий путь эволюции от простых электронных чертежных досок до комплексных платформ, охватывающих весь жизненный цикл изделия. Однако современные требования к скорости разработки, оптимизации ресурсов и инновационности конструкторских решений ставят перед традиционными САПР новые вызовы, которые невозможно преодолеть без применения технологий искусственного интеллекта (ИИ). Интеграция ИИ в САПР знаменует собой качественно новый этап в развитии инженерного моделирования, трансформируя роль инженера от исполнителя рутинных операций ...
С древних времён человечество мечтало о доступной и неограниченной энергии. От мифического вечного двигателя средневековых алхимиков до современных термоядерных реакторов — эта идея продолжает вдохновлять учёных и инженеров. В нашу эпоху, когда альтернативные источники энергии демонстрируют рекордное снижение стоимости, вопрос о бесплатной энергии перешёл из области фантастики в плоскость практического обсуждения. Однако для объективной оценки этой возможности необходимо рассмотреть проблему через призму фундаментальных законов физики, современных технологических достижений ...
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 ...
Кто из энергетиков не сталкивался с проблемой пиковых нагрузок, когда внезапный всплеск потребления электроэнергии грозит перегрузкой сети или даже аварией? Казалось бы, решение очевидно – нужно накапливать избыточную энергию в периоды низкого спроса и отдавать её в моменты пиков. Однако на практике выбор технологии хранения энергии превращается в сложную инженерную задачу, где каждый вариант имеет свои уникальные преимущества и неизбежные компромиссы. Современные накопители энергии – это не просто резервные батареи, а сложные инженерные системы, которые становятся ключевым элементом умных сетей ...
Каждый, кто хотя бы раз наблюдал за птицами, спокойно сидящими на оголённых проводах линий электропередачи, не мог не удивиться этому феномену. Напряжение в сотни тысяч вольт, способное мгновенно убить человека, совершенно не вредит пернатым. Этот парадокс, кажущийся на первый взгляд необъяснимым, на самом деле имеет чёткое физическое обоснование. И разгадка этого явления кроется в фундаментальных принципах электротехники. Когда птица садится на провод, её тело действительно становится частью электрической цепи, но при этом не создаёт условий для прохождения опасного тока ...
Сегодняшние промышленные роботы в большинстве своем привязаны к конкретному месту, что существенно ограничивает их функциональность и адаптивность. Типичный промышленный робот представляет собой стационарный манипулятор, жестко закрепленный на полу или потолке производственного помещения. Его рабочая зона строго ограничена длиной манипулятора и конструктивными особенностями. Для перемещения такого робота требуется полная остановка производственного процесса, демонтаж, транспортировка и повторная установка с последующей калибровкой — процедура, занимающая ...
Современная энергетика стоит на пороге глобальной трансформации, сравнимой по масштабам с промышленной революцией XIX века. Крупнейшие экономики мира — Китай, Европейский союз и Соединённые Штаты — активно перестраивают свои энергосистемы, увеличивая долю возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Этот процесс обусловлен не только экологическими соображениями, но и долгосрочной экономической стратегией. Однако стремительное внедрение ВИЭ, вопреки ожиданиям, не всегда приводит к повышению надёжности энергоснабжения. Напротив, в переходный период энергосистемы становятся более уязвимыми ...