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 ...
В импульсных стабилизаторах (преобразователях) напряжения активный элемент (как правило полевой транзистор) работает в импульсном режиме: регулирующий ключ попеременно то открывается, то закрывается, подавая напряжение питания импульсами на накапливающий энергию элемент. В результате импульсы тока подаются через дроссель (или через трансформатор, в зависимости от топологии конкретного импульсного стабилизатора), который зачастую и выступают элементом, накапливающим, преобразующим, и отдающим энергию в цепь нагрузки. Импульсы обладают определенными временными параметрами: следуют с определенной частотой и имеют определенную длительность ...
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 ...
Когда речь заходит об управлении освещением в современных зданиях, инженеры неизбежно сталкиваются с выбором протокола. И если на небольшом объекте этот вопрос решается почти автоматически в пользу DALI, то стоит масштабу вырасти до аэропорта, торгового центра или многофункционального комплекса - и картина кардинально меняется. Причины этого изменения лежат не в недостатках DALI как такового, а в фундаментальных особенностях его архитектуры, которые при определённых условиях превращаются из достоинств в ограничения. DALI расшифровывается как Digital Addressable Lighting Interface - цифровой адресуемый интерфейс освещения. Стандарт описан в документе IEC 62386 ...
В последние годы исследования программируемых логических контроллеров (ПЛК) переживают настоящий переворот, переходя от простого написания релейных схем к сложным системам, где формальная математика, искусственный интеллект и аппаратные инновации сплетаются в единую ткань надежного промышленного управления. Анализ наиболее влиятельных работ позволяет выделить пять доминирующих направлений, каждое из которых решает фундаментальные проблемы безопасности, скорости и адаптации к цифровой эре. Формальная верификация стоит на первом месте по цитируемости, поскольку именно она гарантирует отсутствие скрытых ошибок в логике ПЛК ...
Определить в некоторой точке пространства вектор индукции магнитного поля B, порождаемого постоянным электрическим током I, можно с помощью Закона Био-Савара. Это делается путем суммирования всех вкладов в магнитное поле от отдельных элементов тока. Одна из типичных задач состоит в том, чтобы далее определить силу взаимодействия двух параллельных токов. Ведь токи, как известно, порождают собственные магнитные поля, а ток, находящийся в магнитном поле (другого тока) испытывает на себе действие силы Ампера. Это сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля. Она зависит от индукции магнитного поля, от направления этой индукции, от тока в проводнике и длины проводника ...
Для создания линий электропередачи наиболее эффективной технологией на сегодня представляется передача электроэнергии по воздушным линиям постоянного тока сверхвысокого напряжения, передача электроэнергии по подземным линиям с газовой изоляцией, а в перспективе — создание кабельных криогенных линий и передача энергии на сверхвысоких частотах по волноводам. Основным достоинством их является возможность несинхронной параллельной работы энергосистем, относительно высокая пропускная способность, удешевление собственно линий по сравнению с трехфазной ЛЭП переменного тока. Кроме того, ЛЭП постоянного тока характеризуются меньшими потерями ...
Первые магнитные компасы, указывающие направления на магнитные полюса Земли, появились еще в третьем веке до Нашей эры на территории Китая. Это были приборы в форме круглых разливательных ложек с короткими ручками, изготовленные из магнитного железняка. Ложку ставили выпуклой частью на гладкую медную или деревянную поверхность, по которой вокруг были нанесены деления с изображениями знаков зодиака, обозначающие стороны света. Чтобы привести компас в действие, ложку слегка подталкивали, и она начинала вращаться. В конце концов, когда ложка останавливалась, ее ручка указывала точно на южный магнитный полюс Земли ...
Есть законы, которые знают все - и почти никто не понимает по-настоящему. Закон Ома относится именно к таким. Школьники заучивают формулу I = U/R, инженеры применяют её ежедневно, а между тем за этой простой записью скрывается история, растянувшаяся на два с лишним столетия, - от свечных экспериментов в тесной немецкой лаборатории до квантованной проводимости в графене. Человек, которого не признали Георг Симон Ом родился в 1789 году в семье слесаря - человека практического, влюблённого в математику. Именно отец дал будущему физику первоначальное образование, не полагаясь на местную школу. Путь Ома к открытию был отнюдь не триумфальным ...
Аналоговые выходы ЦАП в ПЛК - это тот участок автоматики, где цифровая логика контроллера превращается в непрерывное физическое воздействие на процесс: открывает клапан не просто «да» или «нет», а на 37%, разгоняет привод до нужной скорости, удерживает нагреватель на требуемой мощности. В промышленной среде для такой передачи команды особенно важен сигнал 4–20 мА, потому что он устойчив к помехам, удобен для дальних линий и позволяет одновременно передавать значение сигнала и диагностировать неисправности линии. ПЛК мыслит числами, а технологический объект «понимает» ток, напряжение, давление, положение штока или тепловую мощность ...
Длительно эксплуатируемые кабели со временем утрачивают качество своей изоляции, проще говоря, изоляция их стареет. Это происходит под влиянием ряда факторов. В итоге некоторые места проводки оказываются оголены, что чревато опасными происшествиями: случайное короткое замыкание и искрение могут привести к пожару, или по крайней мере — к электрическому травмированию людей. Конечно, применяемые ныне изоляционные материалы более долговечны, чем применяемые ранее, однако кое-где электропроводка долго не менялась, и проблема старения изоляции остается таковой. Давайте же рассмотрим факторы, влияющие на старение изоляции ...
Реактивной мощностью называется та доля полной мощности, которая идет на поддержание электромагнитных процессов в нагрузках, имеющих индуктивную и емкостную реактивные составляющие. Реактивная мощность сама по себе не расходуется на выполнение какой-либо полезной работы, в отличие от активной мощности, однако наличие в проводах реактивных токов приводит к их нагреву, то есть к потерям мощности в форме тепла, что вынуждает поставщика электроэнергии все время подавать потребителю повышенную полную мощность. Но электромагнитные поля всегда возникают в нормальных режимах работы огромного числа разновидностей электрического оборудования ...
Для преобразования постоянного тока в переменный применяют специальные электронные силовые устройства, называемые инверторами. Чаще всего инвертор преобразует постоянное напряжение одной величины в переменное напряжение другой величины. Таким образом, инвертор — это генератор периодически изменяющегося напряжения, при этом форма напряжения может быть синусоидальной, приближенной к синусоидальной или импульсной. Инверторы применяют как в качестве самостоятельных устройств, так и в составе систем бесперебойного электроснабжения (UPS) ...
Для регулировки выходного напряжения в цепях переменного тока с выпрямлением применяют управляемые выпрямители. Наряду с другими способами управления выходным напряжением после выпрямителя, такими как ЛАТР или реостат, управляемый выпрямитель позволяет добиться большего КПД при высокой надежности схемы, чего нельзя сказать ни о регулировании при помощи ЛАТРа, ни о реостатном регулировании. Использование управляемых вентилей более прогрессивно и гораздо менее громоздко. Лучше всего на роль управляемых вентилей подходят тиристоры. Многие устройства, выполненные на тиристорах, благодаря их свойствам оказываются проще и эффективнее ...
АСУ ТП - автоматизированная система управления технологическими процессами - представляет собой комплекс программных и аппаратных средств, предназначенных для автоматизации управления промышленными объектами: химическими реакторами, энергетическими установками, конвейерными линиями, нефтеперерабатывающими заводами и сотнями других производственных объектов. По сути, это нервная система современного предприятия, без которой немыслимо ни безопасное, ни экономически эффективное производство. Иерархия уровней: от датчика до диспетчера Любая АСУ ТП строится по чётко выраженному иерархическому принципу ...
Шёл декабрь 1947 года. За окнами лаборатории Bell Labs в Мюррей-Хилле, штат Нью-Джерси, мело снегом. Уолтер Браттейн - невысокий, упрямый экспериментатор с привычкой говорить что думает - склонился над куском германия размером с горошину. Рядом стоял теоретик Джон Бардин, тихий и методичный, человек, умевший в уме видеть то, чего ещё не существовало в природе. Браттейн нечаянно перепутал полярность приложенного напряжения - и схема вдруг начала усиливать сигнал. Не гасить, не пропускать как есть, а именно усиливать - в несколько раз. Пальцы замерли. Оба физика переглянулись. Через неделю, 23 декабря 1947 года, они официально представили своё изобретение ...
Батарея, которая заряжается топливом, не выбрасывает ничего кроме воды и не теряет ёмкость со временем. Почему эта технология шестидесятилетней давности снова в центре внимания — и почему именно сейчас. Горение без горения В 1839 году валлийский учёный и судья Уильям Гроув провёл странный опыт. Он взял два платиновых электрода, погрузил их в разбавленную серную кислоту, подал на один водород, на другой — кислород. И заметил: между электродами течёт ток. Горения не было. Пламени не было. Была тихая, невидимая химическая реакция — и электрический ток. Гроув назвал устройство «газовой батареей» и написал о нём короткую заметку. Научное сообщество отнеслось к открытию с интересом ...
Когда речь заходит об освещении, большинство людей руководствуются привычкой или ценой. Между тем за каждым типом лампы стоит совершенно особая физика преобразования электрической энергии в свет - и именно она определяет, сколько энергии уйдёт на нагрев, как долго прослужит прибор и насколько естественными покажутся глазу цвета окружающих предметов. Разобраться в этом помогает сравнительный анализ ключевых технических параметров. Исторически первым электрическим источником света стала лампа накаливания - устройство принципиально простое: вольфрамовая нить, нагретая до 2500–3000 °C проходящим током, излучает свет в силу теплового (чернотельного) излучения ...