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 ...
Векторные диаграммы — метод графического расчета напряжений и токов в цепях переменного тока, в которых переменные напряжения и токи символически (условно) изображаются с помощью векторов. Согласно закону сохранения заряда, в любой момент времени ток в цепи имеет одно и то же значение. Следовательно на каждом элементе будет падать напряжение. Согласно второму правилу Кирхгофа, напряжение источника будет равно сумме падений напряжений на элементах цепи. Для активного сопротивления значение сопротивления определяется исключительно свойствами проводника, оно не зависит ни от тока, ни от момента времени ...
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 ...
Двигатель мощностью в сотни киловатт выходит из строя не потому, что сгорела медь или треснула сталь. В девяти случаях из десяти виновата тонкая полимерная плёнка толщиной в десятки микрон - изоляция обмоточного провода. Она работает на пределе своих возможностей при температуре 150-200 °C, под вибрацией и в условиях перепада влажности, и именно её химическая структура определяет, проживёт машина три года или тридцать лет. Изоляция электрических машин нужна для того, чтобы разделить токоведущие части между собой и отделить их от корпуса, магнитопровода и других элементов конструкции. Она должна выдерживать рабочее напряжение, нагрев, вибрации и старение, потому что в машине изоляция работает ...
Нормальная продолжительная безаварийная работа силовых трансформаторов обеспечивается при условии контроля и соблюдения допустимых пределов различных параметров, одним из которых является температурный режим. Соблюдение температурного режима в пределах установленных для того или иного типа трансформатора норм обеспечивается специально предусмотренными системами охлаждения. Рассмотрим, какие бывают системы охлаждения силовых трансформаторов. Буквы С в маркировке силовых трансформаторов показывают, что трансформатор сухой, то есть в нем не предусмотрено использование трансформаторного масла для охлаждения. В данном случае обмотки и магнитопровод трансформатора ...
Говоря о переменном токе, часто оперируют такими терминами как «фаза», «фазовый угол», «сдвиг фаз». Обычно это касается синусоидального переменного или пульсирующего тока (полученного путем выпрямления синусоидального тока). Поскольку периодическое изменение ЭДС в сети или тока в цепи — это гармонический колебательный процесс, то и функция, описывающая данный процесс, — гармоническая, то есть синус или косинус, в зависимости от начального состояния колебательной системы. Аргументом функции в данном случае является как раз фаза, то есть положение колеблющейся величины (тока или напряжения) в каждый рассматриваемый момент времени относительно момента начала колебаний ...
С момента своего открытия в 2004 году графен вызывает восхищение и интерес в научных и инженерных кругах. Его уникальные свойства - высокая электропроводность, невероятная прочность, гибкость и превосходная теплопроводность - делают его поистине «материалом будущего». Однако, несмотря на огромный потенциал, графен до сих пор не смог вытеснить кремний из мира электроники. Почему так происходит? Одной из ключевых причин, по которой графен не смог заменить кремний, является отсутствие у него запрещенной зоны (bandgap). Графен, будучи полуметаллом, а не полупроводником, не подходит для создания транзисторов - основы современной электроники ...
Теплица площадью 5000 квадратных метров держит внутри 24 градуса, влажность 70 процентов и концентрацию CO2 около 900 ppm - независимо от того, что происходит за стеклом: солнце, дождь или снегопад. Обеспечивает это не оператор с пультом, а программируемый логический контроллер (ПЛК), выполняющий алгоритмы, написанные на языке Structured Text (ST). Разберёмся, какая физика стоит за микроклиматом теплицы и как эта физика превращается в рабочий код контроллера. Растение зависит от четырёх параметров: температуры воздуха, относительной влажности, концентрации CO2 и освещённости. Каждый влияет на скорость фотосинтеза по-своему, а вместе они образуют взаимосвязанную систему ...
В колебательном контуре, обладающем индуктивностью, емкостью и сопротивлением, 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, то есть наступит явление электрического резонанса ...
Электрик открывает щиток после жалобы клиента на "непонятные отключения света" - и видит на DIN-рейке два внешне одинаковых серых модуля. Оба на 16 А, оба с кнопкой теста, оба размером 2-4 модуля. Только один из них не спасёт проводку от короткого замыкания, а второй стоит в 2-3 раза дороже связки из двух отдельных устройств. Разбираемся, что стоит за этими корпусами, откуда берётся ток утечки и почему путаница между ними - одна из типичных ошибок при проектировании электрощита. УЗО (устройство защитного отключения), в ГОСТе оно называется ВДТ - выключатель дифференциального тока, реагирует только на разницу между током, вошедшим по фазному проводнику, и током, вернувшимся по нулевому ...
Если мы попытаемся сблизить два одинаковых постоянных кольцевых магнита противоположными полюсами, то в какой-то момент, по мере сближения, они начнут все сильнее притягиваться друг к другу. А если попытаться сблизить эти же магниты, но одноименными полюсами, то на определенном расстоянии они начнут все сильнее препятствовать этому сближению, будут пытаться разойтись в стороны, как бы оттолкнуться друг от друга. Это значит, что возле магнитов есть некая невещественная материя, которая проявляет данные свойства, оказывает механическое воздействие на магниты, причем сила этого воздействия неодинакова на разных расстояниях от магнитов ...
Первейшее, что ищут и используют при обнаружении очага возгорания, — это конечно же огнетушитель. Благодаря огнетушителю появляется возможность если не полностью, то хотя бы частично ликвидировать возгорание и замедлить распространение огня еще до прибытия пожарных. Вот почему огнетушители, согласно правилам техники пожарной безопасности, обязательно находятся в каждом доме, офисе, административном помещении, в багажнике любого автомобиля и т. д. Давайте рассмотрим, какие типы огнетушителей используются сегодня и как ими правильно пользоваться. Огнетушитель как приспособление может быть стационарным или мобильным. Его назначение — тушить некрупные случайные возгорания ...
Принцип действия элемента Пельтье основан на эффекте Пельтье, который заключается в том, что при пропускании постоянного электрического тока через спай двух разнородных проводников, происходит перенос энергии от одного проводника спая — к другому, при этом в месте спая выделяется или поглощается тепло. Количество выделенного или поглощенного в ходе данного процесса тепла, будет пропорционально току, времени его протекания, а также коэффициенту Пельтье, характерному для данной пары спаянных проводников. Коэффициент Пельтье равен коэффициенту термо-эдс пары, умноженному на абсолютную температуру спая в текущий момент. И поскольку эффект Пельтье наиболее выразителен у полупроводников ...
Каждый, кто учился в школе, помнит этот момент: формулу выучил, на контрольной написал верно, а мир вокруг остался таким же непонятным, как до урока. Пробка не вылетает из перевернутой бутылки, машина продолжает катиться после того, как отпустил педаль газа, лампочка светит слабее при добавлении резистора - и всё это происходит по тем же законам, что записаны в тетради, только тетрадь и жизнь почему-то живут отдельно друг от друга. Слово «обучение» скрывает под собой сразу два разных явления, и путаница между ними объясняет, почему один человек, прочитавший десять книг по физике, так и не начинает видеть физику вокруг себя, а другой - после одного разговора у костра - вдруг понимает, почему звезды не падают на землю ...
Вращающий момент, развиваемый на валу асинхронного электродвигателя в условиях нулевой скорости вращения ротора (когда ротор еще неподвижен) и установившегося в обмотках статора тока, - называется пусковым моментом асинхронного двигателя. Пусковой момент иногда называют еще моментом трогания или начальным моментом. При этом подразумевается, что напряжение и частота питающего напряжения приближены к номиналу, причем соединение обмоток выполнено правильно. В номинальном режиме работы данный двигатель будет работать именно так, как предполагали разработчики. Обычно значение величины кратности лежит в пределах от 1,5 до 6, в зависимости от типа двигателя ...
Сила магнита определяется множеством факторов, включая его форму, материал и степень намагниченности. Исследователи активно экспериментируют с различными свойствами магнитов, комбинируя разные типы и материалы для достижения рекордных показателей. Магнетизм — одно из ключевых явлений в физике, играющее важную роль в таких областях, как электротехника, медицина и фундаментальная наука. Кроме того, магнитное поле Земли защищает нашу планету от космической радиации. Магнетизм возникает при движении электрических зарядов и проявляется в виде притяжения или отталкивания объектов с магнитными свойствами. Магнетизм - это фундаментальное взаимодействие ...
История использования меди в качестве проводника электрического тока насчитывает уже более двух столетий, начиная с первых экспериментов Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта в конце XVIII века. Однако подлинный расцвет медной проводки начался с момента изобретения практичных генераторов электрического тока и развития телеграфных систем в середине XIX века. За это время медь не только не утратила своих позиций, но и упрочила их, несмотря на появление многочисленных альтернативных материалов и технологий. Преимущество меди кроется в ее атомной структуре. Будучи переходным металлом первой группы периодической системы, медь имеет на внешней электронной оболочке всего один валентный электрон ...
Энергия — это фундаментальная основа существования материи и движения. Она является количественной мерой взаимодействия различных форм материи и лежит в основе всех процессов, происходящих во Вселенной. В повседневной жизни энергия проявляется в самых разных формах: от движения автомобилей и кораблей до обогрева домов, плавки металлов, приготовления пищи и работы сложных электронных устройств. Без энергии невозможно представить современное общество, ведь она обеспечивает функционирование всех сфер человеческой деятельности — от бытовых нужд до глобальных промышленных процессов. Среди множества видов энергии, известных науке, человечество активно использует три основных ...