Имеется огромное разнообразие электрических машин постоянного и переменного тока, мощность которых колеблется от долей ватта до нескольких сотен ватт и которые принято называть микромашинами. Микромашины широко применяются как управляющие и исполнительные элементы в системах автоматического управления, а также для многих других целей в промышленности и в быту. Наиболее часто микромашины используются как электродвигатели, среди которых можно выделить двигатели постоянного тока с электромагнитным возбуждением и магнитоэлектрические, универсальные коллекторные двигатели ...
Электрический заряд - это не просто физическая величина, измеряемая в кулонах, а фундаментальное свойство материи, пронизывающее всю структуру мироздания от атомных масштабов до космологических расстояний. Несмотря на многовековую историю изучения электричества, начиная с первых наблюдений Фалеса Милетского за свойствами натертого янтаря и заканчивая современными экспериментами на Большом адронном коллайдере, природа электрического заряда продолжает оставаться предметом самых горячих дискуссий в физическом сообществе. Современная наука, вооруженная мощнейшим математическим аппаратом ...
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 ...
Если в бочку с водой бросить кирпич, бочка уцелеет. Но если в нее выстрелить из пистолета, вода мгновенно разорвет обручи. Дело в том, что жидкости практически несжимаемы. Сравнительно медленно падающий кирпич позволяет воде успеть среагировать: уровень жидкости несколько повысится. А вот когда в воду врезается стремительная пуля, вода уже не успевает подняться, в результате резко подскакивает давление, и бочка разваливается. Нечто похожее произойдет, если в бочку угодит удар молнии. Конечно, такое случается редко. Но вот в озеро или речку «попадания» бывают чаще ...
Трансформатор – это электрическая машина, которая преобразует переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Работа силового трехфазного трансформатора значительно различается на какую нагрузку он работает – активную, индуктивную или емкостную. В реальных условиях нагрузкой трансформатора является активно-индуктивная нагрузка. В режиме работы на активную нагрузку напряжение первичной обмотки близко к номинальному, ток первичной обмотки определяется нагрузкой трансформатора ...
Современные беспилотные летательные аппараты все чаще применяются в условиях, где прямое вмешательство человека невозможно или крайне затруднено. Это могут быть удаленные территории, зоны природных катастроф или районы с неблагоприятными климатическими условиями. В таких ситуациях способность БПЛА к автономной работе становится критически важной. Основным ограничением продолжительности миссии дронов остается емкость их аккумуляторных батарей. Традиционный подход с ручной заменой или подключением зарядного устройства не подходит ...
Коэффициентом трансформации называется отношение напряжения на концах первичной обмотки трансформатора к напряжению на выводах его вторичной обмотки, определенному на холостом ходу (когда вторичных обмоток несколько, то коэффициентов – тоже несколько, они определяются в этом случае по очереди). Это отношение принимается равным соотношению количеств витков в соответствующих обмотках. Величина коэффициента трансформации легко вычисляется путем деления показателей ЭДС обмоток исследуемого трансформатора: ЭДС первичной обмотки - на ЭДС вторичной ...
Идея беспроводной передачи электроэнергии, впервые продемонстрированная Николой Теслой в конце XIX века, долгое время оставалась научной диковинкой. Однако в последние десятилетия эта концепция получила серьезное технологическое подкрепление, превратившись из фантастической мечты в перспективное направление инженерных разработок. Современные исследователи существенно расширили понимание физических принципов, лежащих в основе беспроводной передачи энергии, хотя многие технические вызовы остаются нерешенными. В отличие от экспериментов Теслы, использующего атмосферу Земли ...
С момента изобретения первых электродвигателей прошло почти два столетия, но принципиальные споры о преимуществах различных типов машин не теряют актуальности. Современный рынок предлагает широкий спектр решений - от традиционных коллекторных двигателей постоянного тока до высокотехнологичных бесщеточных систем и совершенных асинхронных машин. Каждая технология находит свою нишу, демонстрируя уникальные характеристики в конкретных условиях эксплуатации. Технический прогресс последних десятилетий значительно изменил ландшафт электромеханики ...
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 ...
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 ...
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 ...
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 ...
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 ...
В энергетических системах происходит тихая революция – на смену классическим трансформаторам, неизменным на протяжении более века, приходят их твердотельные аналоги. Этот технологический переход вызывает закономерные вопросы о реальной эффективности новинок и целесообразности замены проверенных временем решений. Чтобы понять перспективы каждого из подходов, необходимо детально рассмотреть их принципиальные отличия и практические характеристики. Традиционные трансформаторы, основанные на электромагнитной индукции, заслужили репутацию надежных и долговечных устройств ...
Бифилярной называется катушка, намотанная двумя параллельными проводами, расположенными рядом друг с другом на одном общем каркасе, и изолированными друг от друга на всем протяжении намотки. Само же слово «bifilar» можно перевести с английского как двухнитевой или двухпроводной, поэтому бифилярным проводом обычно называют провод, изготовленный в виде двух жил, изолированных друг от друга, - обычные двухжильные провода тоже можно в принципе отнести к бифилярным. Понятие «бифилярная намотка» относится к обмоткам, выполненным бифилярным проводом ...
Наиболее популярным на сегодняшний день методом увеличения (или уменьшения) частоты тока является применение частотного преобразователя. Частотные преобразователи позволяют получить из однофазного или трехфазного переменного тока промышленной частоты (50 или 60 Гц) ток требуемой частоты, например от 1 до 800 Гц, для питания однофазных или трехфазных двигателей. Наряду с электронными частотными преобразователями, с целью увеличения частоты тока, применяют и электроиндукционные частотные преобразователи, в которых например асинхронный двигатель ...
Для начала имеет смысл упомянуть классический эффект Мейснера, при котором из объема проводника, пребывающего в сверхпроводящем состоянии, полностью вытесняется магнитное поле, в которое он помещен. Так, если над охлажденной до критической температуры пластиной из оксида иттрия-бария-меди, ставшей в этих условиях сверхпроводником, разместить магнит, то он сможет парить в воздухе, преодолевая силу тяжести. Оксид иттрия-бария-меди имеет критическую температуру 93К, поэтому жидкого азота с его 77,4 К с избытком хватает для сообщения пластине нужной температуры, при которой она становится сверхпроводником ...