Электростатика и электрический ток - темы, которые кажутся знакомыми со школьной скамьи. Мы привыкли к закону Кулона, закону Ома, формулам для поля и потенциала. Но за этими простыми на вид соотношениями скрываются эффекты, которые часто удивляют даже тех, кто давно работает с электричеством, проектирует схемы или преподаёт физику. Многие из этих явлений не укладываются в бытовые представления о том, как «должен» вести себя ток или заряд. Одни эффекты становятся заметны только в специальных условиях - в вакууме, вблизи высоковольтных линий, внутри проводников сложной формы. Другие проявляются постоянно, но остаются «невидимыми», потому что мы воспринимаем лишь их суммарный результат ...
Электрический ток появляется не сам по себе. Для его возникновения необходима разность потенциалов, то есть различие электрических состояний двух точек цепи. Именно она заставляет свободные заряды перемещаться в определённом направлении. Если разность потенциалов отсутствует, движение зарядов может сохраняться только в беспорядочном виде. Направленного электрического тока в этом случае не возникает. Любой электрический заряд способен производить работу. Он может притягивать или отталкивать другие заряды, а способность совершать такую работу связана с электрическим потенциалом. Можно представить два положительных заряда разной величины ...
Энергетические преобразования лежат в основе работы всех электрических машин, будь то генераторы, электродвигатели или трансформаторы. Эти устройства играют ключевую роль в современном электротехническом оборудовании, обеспечивая преобразование энергии из одной формы в другую. В отличие от природных процессов, где изменения энергии происходят в строго определенных условиях, электрические машины дают инженерам возможность контролировать и подстраивать параметры энергии, что делает их незаменимыми в широком спектре технологических процессов. Электротехника оперирует напряжениями, вызывающими электрический ток. Напряжение, как разность потенциалов, играет в электрических цепях ...
Обеспечение электромагнитной безопасности работающих и населения при воздействии электромагнитных полей составляет значительную проблему в связи с возрастающим электромагнитным загрязнением окружающей среды. Персонал, осуществляющий эксплуатацию электропередачи сверх- и ультравысокого напряжения, в зависимости от характера трудовой деятельности подвергается воздействию комплекса факторов производственной среды и трудового процесса. К таким факторам относятся электромагнитные поля промышленной частоты, неблагоприятные микроклиматические условия, высокая тяжесть и напряжённость трудового процесса. Для некоторых видов работ характерны ...
Принцип действия датчика радиации или дозиметра основан на работе счетчика Гейгера, связанного с измерительной схемой. Именно он является активным регистрирующим элементом, в межэлектродном пространстве которого под действием радиации происходят лавинные пробои инертного газа. Герметичный баллон, изготовленный из стекла или металла, заполнен инертным газом: аргоном, неоном либо газовой смесью подходящего состава при пониженном давлении. Данный баллон оснащен парой внутренних электродов: в центре находится положительный анод, вокруг него - отрицательный катод. На электроды через резистор подается постоянное напряжение определенной величины ...
Силовые модули IGBT состоят из IGBT-транзисторов, которые сочетают в себе преимущества биполярных и полевых транзисторов. Наиболее полно возможности IGBT проявляются при рабочем напряжении более 300-400 В - именно поэтому такие приборы встречаются в мощном и высоковольтном оборудовании. Сварочный инвертор, частотный преобразователь для электродвигателя, тяговый привод электровоза и трамвая, солнечный инвертор, источник бесперебойного питания - везде стоит IGBT или сборный модуль из нескольких таких кристаллов. На частотах до 20-50 кГц IGBT работает уверенно, при более высоких частотах потери начинают расти, и тогда применяют MOSFET ...
Промышленный робот - это не просто механическая рука. По международному определению, это автоматическая манипуляционная машина, применяемая в производственных процессах и предназначенная для выполнения двигательных и управляющих действий. Но за этой сухой формулировкой скрывается целая наука о движении: способность машины выполнять ту или иную задачу определяется прежде всего архитектурой её кинематической цепи - тем, как именно звенья соединены между собой и в каком пространстве они способны двигаться. Кинематика изучает движение механических систем без учёта действующих на них сил. В контексте робота она существует в двух формах. Прямая кинематика отвечает на вопрос ...
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 ...
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 ...
В самом общем понимании инвертором называется электронное устройство, предназначенное для получения переменного тока из постоянного. На практике инвертор не просто «переключает» ток, а формирует переменное напряжение с заданными параметрами, такими как частота, амплитуда и форма сигнала. Тем не менее, не всегда слово «инвертор» следует трактовать буквально, ведь иногда инвертор может выступать лишь в качестве части более сложного устройства. Далее мы рассмотрим несколько популярных разновидностей современных преобразователей напряжения различного назначения, присмотримся к их особенностям, к принципиальным отличиям друг от друга ...
Электрические проводники играют ключевую роль в современной электротехнике, обеспечивая надежную передачу электрического тока в различных устройствах и системах. 350 назад, когда люди начали изучать электрические явления, у металлической проволоки обнаружилось новое замечательное свойство — способность проводить электрические заряды. Так, в руках человека проволока стала электрическим проводом. Оказалось, что среди металлов особенно хорошей электропроводностью отличаются медь и алюминий (не считая драгоценных металлов). Современные электрические провода и кабели делаются из очень чистой меди — до 99,93%, так как примеси увеличивают сопротивление току ...
Если два образца, изготовленные из двух разных металлов, плотно прижать друг к другу, то между ними возникнет контактная разность потенциалов. Итальянский физик, химик и физиолог Алессандро Вольта обнаружил данный феномен в 1797 году, занимаясь изучением электрических свойств металлов. Вольта установил тогда, что если соединить металлы в цепь в таком порядке: Al, Zn, Sn, Pb, Bi, Hg, Fe, Cu, Ag, Au, Pt, Pd, то каждый следующий металл в полученной цепочке обретет потенциал ниже предыдущего. Кроме того ученый выяснил, что несколько металлов, объединенные таким способом, дадут одну и ту же разность потенциалов между концами образованной цепи, независимо от последовательности расположения данных металлов ...
Перенос идентичного алгоритма на языке Structured Text с контроллера Siemens на платформу под управлением среды Codesys нередко преподносит инженерам неприятный физический сюрприз. Вроде бы формулы одни и те же, логика вычисления скважности совпадает до знака, но исполнительный механизм ведет себя совершенно иначе: двигатель начинает издавать пронзительный писк, на осциллографе видна рваная форма тока, а корпус мотора или силовой транзисторный ключ разогреваются значительно сильнее расчетных величин. Причина такого поведения лежит не в программном коде, а в принципиальной разнице между аппаратным и программным формированием широтно-импульсной модуляции ...
У кассы короткий сухой щелчок, но за ним скрывается целая цепочка расходов и обязательств. Когда предприниматель рассматривает кассовый аппарат в аренду как способ начать работу без покупки оборудования, ему приходится сравнивать не только ежемесячный платёж, но и состав услуги. Что обычно входит в аренду кассы Аренда означает, что кассовый аппарат остаётся собственностью поставщика, а пользователь получает его на срок и на условиях договора. В платёж могут входить само оборудование, программное обеспечение, настройка и техническая поддержка. Однако единообразного набора нет: один договор охватывает замену, неисправного устройства, другой оставляет доставку ...
Неправильный выбор провода или кабеля может привести к короткому замыканию, возгоранию и даже пожару. Правильные характеристики обеспечивают безопасную эксплуатацию электрической сети. К основным электрическим характеристикам проводов и кабелей относятся характеристики, измеряемые при постоянном напряжении, а именно: омическое сопротивление токопроводящих жил, сопротивление изоляции и емкость. Омическое сопротивление токопроводящих жил проводов и кабелей выражается в омах и относится обычно к единице длины (м или км) провода или кабеля. Омическое сопротивление, отнесенное к единице длины и сечения, называется удельным сопротивлением ...
Магнитные свойства вещества определяются реакцией его атомных и электронных магнитных моментов на внешнее магнитное поле — по характеру этой реакции материалы делят на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики (а также антиферро- и ферримагнетики) с разными значениями восприимчивости и проницаемости. Хотя далеко не из каждого вещества можно изготовить постоянный магнит, все вещества будучи помещены во внешнее магнитное поле так или иначе намагничиваются. Некоторые из веществ намагничиваются сильнее, а некоторые так слабо, что этого и не заметить без специальных приборов. Говоря "вещество намагнитилось", мы имеем ввиду тот факт, что вещество само стало ...
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, но и в результате фазового перехода ...
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 ...