Чем выше напряжение тем ниже ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

Содержание

Закон Ома в электронных сигаретах

Закон Ома в электронных сигаретах

Вспоминаем школьный курс физики

Каждый вейпер должен понимать основные физические процессы, которые происходят в электронном испарителе при подаче напряжения. Не только ради безопасности, но и для того, чтобы эффективно использовать возможности устройства. Работа любого электронного испарителя строится на принципах закона Ома.


Закон Ома был открыт в 1826 году немецким физиком Георгом Омом. Открытие Ома впервые дало возможность количественно оценить явления электрического тока. Это открытие имело огромное значение для науки. Рассмотрим, как закон Ома применяется к электронным сигаретам.

Закон Ома — это физический закон, определяющий связь электрического напряжения с силой тока и сопротивлением проводника. Выглядит он следующим образом:

U = I x R,

где U — напряжение (измеряется в вольтах), I — сила тока (в амперах),

R —сопротивление элементов цепи (изменяется в Омах).

Сила тока отражает скорость движения электрического заряда по проводнику (в нашем случае — спирали) и зависит от напряжения и сопротивления.

Напряжение аккумулятора — разность потенциалов между контактами батареи. Оно характеризует силу, с которой ток пойдет через спираль. Чем больше напряжение батареи, тем быстрее она отдает ток, тем быстрее нагреется спираль. Напряжение изменяется в зависимости от степени заряженности аккумулятора. В аккумуляторах 18650 напряжение находится в пределах от 4.2 В (заряженный) до 3.2 В (разряженный).

Сопротивление — это свойство спирали препятствовать прохождению электрического тока. Проще говоря, по спирали с низким сопротивлением тока пройдет больше, соответственно и нагреваться она будет быстрее и сильнее.

Для получения большого количества вкусного пара нам необходимо нагреть спираль, которая будет испарять жидкость. Важно, чтобы большой объем жидкости мог нагреваться и испаряться быстро — но не слишком быстро. Иначе в какой-то момент с хлопка испарится вся жидкость, а новая не успеет пропитать фитиль, и он подгорит.

Сама схема работы испарителя довольна проста. Электронный испаритель, используя напряжение батареи (U), проводит ток (I) через спираль, преодолевая сопротивление (R), вследствие чего происходит нагрев спирали. Спираль, нагреваясь, испаряет жидкость, превращая ее в пар.

Сопротивление зависит от материала спирали, ее диаметра и длины. Спираль может быть выполнена из таких материалов, как фехраль (кантал), нихром, никель, титан, нержавеющая сталь.

Фехраль (FeCrAl), или кантал — это сплав железа, хрома и алюминия. Нихром (nichrome) — общее название группы сплавов, которые состоят из никеля и хрома. Проволоки из фехрали и нихрома обладают высоким удельным электрическим сопротивлением при минимальном температурном коэффициенте, то есть нагреваются довольно быстро, почти не меняя своего сопротивления. Благодаря этому кантал и нихром широко применяются в качестве материала для спиралей. Диаметр используемой проволоки варьируется от 0.2 до 1 миллиметра.

Мы уже говорили, что по спирали с низким сопротивлением пройдет больше тока, поэтому нагреется она сильнее. Очевидно, что чем меньше диаметр используемой проволоки, тем выше сопротивление, и наоборот, чем диаметр проволоки больше, тем сопротивление ниже. Также на сопротивление спирали влияет и общая длина проводника, в нашем случае это количество витков спирали. Чем больше витков, тем сопротивление выше, и наоборот.

Каждый вейпер должен понимать процессы, которые происходят в электронном испарителе. Это обеспечит не только безопасность, но и получение максимального удовольствия от парения.           

 


Урок 3. Три друга, один треугольник и много законов

Незнание закона не освобождает от ответственности.
Афоризм

Интересно, о каких законах пойдет речь в уроке под номером три. Неужели в электротехнике этих законов целая гора или даже куча и их все нужно запомнить? Сейчас узнаем. Здравствуйте, уважаемые! Наверное, многие из вас уже с досадой в глазах глядят на очередной урок и думают про себя: «Какая же скукотища!», а, может, даже собираются покинуть наши стройные ряды? Не спешите, всё только начинается! Начальный этап всегда скучный… С этого урока и пойдёт всё самое-самое интересное. Сегодня я расскажу, кто в электротехнике кому друг, а кому и враг, что будет, если студента-электронщика разбудить посреди ночи, и как с помощью одного пальца понять половину всей электротехники. Интересно? Тогда поехали!

С первым нашим другом мы познакомились на прошлом уроке – это сила тока. Она характеризует электричество с точки зрения скорости переноса заряда из одной точки пространства в другую под действием поля. Но, как было замечено, сила тока зависит и от свойств проводника, по которому этот ток «бежит». На силу тока прямо влияет величина удельной электропроводности материала. Теперь представим себе некий проводник (подойдёт такой, как на рисунке 3) с движущимися в нём электронами. Основным недостатком электрона я бы назвал отсутствие у него руля. Из-за этого недостатка движение электронов определяется только воздействующим на них полем и структуры материала, в котором они движутся.

Поскольку электроны «не умеют» поворачивать, некоторые из них могут столкнуться с колеблющимися под действием температуры узлами кристаллической решётки, потерять свою скорость от столкновения, и тем самым снизить скорость переноса заряда, то есть понизить силу тока. Некоторые электроны могут потерять так много энергии, что «прилипнут» к иону и превратят его в нейтральный атом. Теперь, если мы увеличим длину проводника, очевидно, что количество подобных столкновений так же увеличится, и электроны будут отдавать еще больше энергии, то есть сила тока будет снижаться. А вот при увеличении площади поперечного сечения проводника возрастает только количество свободных электронов, а количество столкновений на единицу площади практически не меняется, поэтому с ростом площади растёт и ток. Итак, мы выяснили, что электропроводность (она уже стала не удельной, так как учитывает геометрические размеры конкретного проводника) зависит сразу от трёх характеристик проводника: длины, площади сечения и материала.

Однако, чем лучше материал проводит электрический ток, тем меньше он «сопротивляется» его прохождению. Эти утверждения равнозначны. Пришло время познакомиться с нашим вторым другом – электрическим сопротивлением. Это величина, обратная величине проводимости и зависит от тех же характеристик проводника.

Рисунок 3.1 – От чего зависит сопротивление проводника

Чтобы учесть при численном расчете влияние рода вещества на его электрическое сопротивление, введена величина удельное электрическое сопротивление, характеризующая способность вещества проводить электрический ток. Заметим, что определения электропроводности и электросопротивления идентичны, так же как и утверждения выше. Удельное сопротивление определяется как сопротивление проводника длиной 1м и площадью сечения 1м

2. Обозначается латинской буквой &#961 («ро») и имеет размерность Ом•м. Ом – единица измерения сопротивления, которая является обратной величине сименс. Так же для определения удельного сопротивления может использоваться размерность Ом•мм2/м, которая в миллион раз меньше основной размерности.
Таким образом, электрическое сопротивление проводника может быть описано через его геометрические и физические свойства следующим образом:

где &#961 – удельное электрическое сопротивление материала проводника;
l – длина проводника;
S – площадь поперечного сечения проводника.

Из зависимости видно, что сопротивление проводника возрастает при увеличении длины проводника и уменьшается при увеличении площади сечения, а так же напрямую зависит от величины удельного сопротивления материала.

А теперь вспомним, что на величину силы тока в проводнике оказывает влияние напряженность электрического поля, под действием которого возникает электрический ток. Ох, сколько миллионов тысяч раз уже упоминалось, что электрический ток возникает под действием электрического поля! Этот факт должен всегда держаться в голове. Есть, конечно, и другие способы создать ток, но пока мы будем рассматривать только этот. Как уже говорилось выше, увеличение напряженности поля приводит к росту тока, а совсем недавно мы выяснили, что чем больше энергии сохранит электрон при движении по проводнику, тем выше значение электрического тока. Из курса механики известно, что энергия тела определяется его кинетической и потенциальной энергией. Так вот, помещённый в электрическое поле точечный заряд обладает в начальный момент времени только потенциальной энергией (поскольку его скорость равна нулю). Для характеристики этой потенциальной энергии поля, которой обладает заряд была введена величина электростатического потенциала, равная отношению потенциальной энергии к величине точечного заряда:


где Wp – потенциальная энергия,
q – величина точечного заряда.

После того, как заряд попадёт под действие электрического поля, он начнёт движение с определённой скоростью и часть его потенциальной энергии перейдёт в кинетическую. Таким образом, в двух точках поля заряд будет обладать различным значением потенциальной энергии, то есть две точки поля можно охарактеризовать различными значениями потенциала. Разность потенциалов определяется как отношение изменения потенциальной энергии (совершённой работы поля) к величине точечного заряда:

Причём работа поля не зависит от пути движения заряда и характеризует только величину изменения потенциальной энергии. Разность потенциалов так же называют электрическим напряжением. Напряжение принято обозначать английской буквой U («у»), единицей измерения напряжения является величина

вольт (В), названная в честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта, который изобрёл первую электрическую батарею.

Ну вот мы и познакомились с тремя неразлучными друзьями в электротехнике: ампер, вольт и ом или ток, напряжение и сопротивление. Любой компонент электрической цепи может быть однозначно охарактеризован при помощи этих трёх электрических характеристик. Первым, кто познакомился и подружился со всеми тремя сразу был Георг Ом, который обнаружил, что напряжение, ток и сопротивление связаны друг с другом определённым соотношением:

которое было впоследствии названо законом Ома.


Сила электрического тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Данную формулировку необходимо знать от заглавной буквы С до точки в конце. Ходят слухи, что первая фраза любого студент-электронщик, разбуженного среди ночи, будет именно формулировкой закона Ома. Это один из основных законов электротехники. Данная формулировка носит название интегральной. Кроме неё существует так же дифференциальная формулировка, отражающая зависимость плотности тока от характеристик поля и материала проводника:


где &#963 – удельная проводимость проводника,
E – напряженность электрического поля.

Данная формулировка вытекает из формулы, приведённой во втором уроке, и отличается от интегральной тем, что не учитывает геометрические характеристики проводника, принимая во внимание только его физические характеристики. Эта формулировка интересна только с точки зрения теории и на практике не применяется.
Для быстрого запоминания и использования закона Ома можно применить диаграмму, изображённую на рисунке ниже.

Рисунок 3.2 – «Треугольный» закон Ома

Правило использования диаграммы простое: достаточно закрыть искомую величину и два других символа дадут формулу для её вычисления. Например.

Рисунок 3.3 – Как запомнить закон Ома

С треугольником мы закончили. Стоит добавить, что законом Ома называется только одна из представленных выше формул – та, которая отражает зависимость тока от напряжения и сопротивления. Две другие формулы, хотя и являются её следствием, физического смысла не имеют. Так что не перепутайте!
Хорошей интерпретацией закона Ома является рисунок, который наиболее наглядно отражает сущность этого закона:

Рисунок 3.4 – Закон Ома наглядно

Как мы видим, на этом рисунке изображены как раз три наших новых друга: Ом, Ампер и Вольт. Вольт пытается протолкнуть Ампер через сечение проводника(сила тока прямо пропорциональна напряжению), а Ом наоборот – мешает этому (и обратно пропорциональна сопротивлению). И чем сильнее Ом «стягивает» проводник, тем тяжелее Амперу будет пролезть. Но если Вольт посильнее пнёт…

Осталось разобраться, почему в названии урока фигурирует термин «много законов», ведь закон-то у нас один – закон Ома. Ну, во-первых, для него существует две формулировки, во-вторых, мы узнали только так называемый закон Ома для участка цепи, а ведь есть ещё закон Ома для полной цепи, который мы рассмотрим на следующем уроке, в-третьих, мы имеем, по крайней мере, два следствия из закона Ома, позволяющих находить значение сопротивления участка цепи и напряжение на этом участке. Так что закон всего один, а использовать его можно по-разному.

Напоследок расскажу ещё один интересный факт. Через 10 лет после появления «закона Ома» один французский физик (а во Франции работы Ома ещё не были известны) на основе экспериментов пришел к таким же выводам. Но ему было указано, что установленный им закон еще в 1827г. был открыт Омом. Оказывается, что французские школьники и поныне изучают закон Ома под другим именем – для них это закон Пулье. Вот так вот. На этом очередной урок закончен. До новых встреч!

  • Любой участок или элемент электрической цепи можно однозначно охарактеризовать при помощи трёх характеристик: тока, напряжения и сопротивления.
  • Сопротивление (R) – характеристика проводника, отражающая степень его электропроводности и зависящая от геометрических размеров проводника и рода материала, из которого он изготовлен.
  • Напряжение (U) – то же самое, что и разность потенциалов; величина равная отношению работы электрического поля для перемещения точечного заряда из одной точки пространства в другую.
  • Ток, напряжение и сопротивление связаны между собой отношением I=U/R, называемым законом Ома (сила электрического тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна сопротивлению проводника).

А также задачки:

  • Если длину проволоки вытягиванием увеличить вдвое, то как изменится её сопротивление?
  • Какой проводник представляет большее сопротивление: медный сплошной стержень или медная трубка, имеющая внешний диаметр, равный диаметру стержня?
  • Разность потенциалов на концах алюминиевого проводника равна 10В. Определить плотность тока, протекающего через проводник, если его длина 3м.

← Урок 2: Как пересчитать электроны | Содержание | Урок 4: Когда есть ток? →

Вольты, ватты и омы – как они влияют на работу электронных сигарет?

Внимательный курильщик э-сигарет, определённо, замечал, что ассортимент э-сигарет в магазинах стремительно расширяется – в продаже есть как простые одноразовые палочки, так и сложные модели с цветными кнопочками, дисками и дисплеями. Для того чтобы упростить нашу жизнь, сделать её удобней и приятней, эти «гаджеты» также постоянно развиваются. Далее мы поговорим о новейших моделях э-сигарет, которые позволяют пользователю самостоятельно регулировать количество пара, интенсивность затяжки и вкуса.

Поскольку вкусы и привычки у всех людей разные, специалисты разработали такие э-сигареты, которые позволяют пользователю самому регулировать силу затяжки, количество пара и интенсивность вкуса. Одному нравится мягкое и лёгкое общение с э-сигаретой, другой предпочитает серьёзный «выхлоп», иначе э-сигарета не удовлетворит его аппетит курильщика, а третьему подходит нечто среднее.

В этой статье мы рассмотрим совокупное воздействие сопротивления (Ом), напряжения (Вольт) и мощности (Ватт) и узнаем, что чем меньше сопротивление и чем выше напряжение, тем больше количество пара, сильнее «выхлоп» и интенсивнее вкус.

Однако до того как начать урок физики, стоит отметить, что в действительности пользователь э-сигареты даже без специальных физических знаний может легко справиться с напряжением и сопротивлением, не сильно углубляясь в научные исследования.

Сопротивление (Ом Ω)

Что такое Ом?
Ом – единица измерения сопротивления. Чем меньше сопротивление испарителя Вашей э-сигареты, тем больше тока через него проходит. Если Вы повышаете уровень сопротивления, то на столько же меньше тока пройдёт через испаритель.

Какое сопротивление лучше использовать?
Это зависит от Ваших предпочтений – насколько интенсивный вкус и «выхлоп» Вы предпочитаете? Также зависит от того, какое соотношение напряжения (Вольт) и сопротивления (Ом) Вы используете. При этом различные э-жидкости ведут себя по-разному, а использование разного сопротивления влияет на вкус. Поэтому для достижения оптимальных качеств э-сигареты потребуются эксперименты. Далее мы приведём свойства э-сигареты при использовании испарителя с различным сопротивлением.

При использовании испарителя с низким сопротивлением тока будет больше, поэтому:

  • В нагревательном элементе генерируется больше тепла
  • Генерируется больше пара
  • Вкус менее интенсивный
  • Пар теплее
  • Аккумулятор разряжается быстрее
  • Срок эксплуатации аккумулятора уменьшается
  • Э-жидкость быстрее заканчивается Срок эксплуатации испарителя уменьшается (испаритель с очень низким сопротивлением может продержаться всего 2-3 дня)
  • Высока вероятность, что Вы получите «сухую затяжку» („dry hit“)

При использовании испарителя с высоким сопротивлением получается обратный эффект:

  • Через нагревательный элемент проходит меньше тока
  • Происходит меньший нагрев испарителя
  • Меньшее количество пара
  • Пар холоднее
  • Пар с более интенсивным вкусом
  • Срок эксплуатации аккумулятора увеличивается
  • Меньше расходуется э-жидкости (хватит надолго)
  • Маловероятно, что Вы получите «сухую затяжку» („dry hit“)

Изменяемое напряжение (V) и мощность (W)

Сопротивление испарителя – не единственный показатель, который контролирует количество пара, интенсивность вкуса и «выхлопа», – это также зависит от вырабатываемой аккумулятором мощности (W) в испарителе.

Имеется 2 основных типа аккумулятора э-сигареты, которые позволяют менять силу тока в испарителе, – аккумуляторы с изменяемым напряжением (VV – variable voltage) и с изменяемой мощностью (VW – variable wattage). К примеру, Nicorex предлагает аккумулятор Ola 2200 mAh. https://www.nicorex.eu/ola-2200-vvvw-akkumuliator/

Как сказано выше, интенсивность пара э-сигареты можно увеличить путём уменьшения сопротивления испарителя либо увеличения тока, проходящего через Вашу э-сигарету. Это может показаться сложным, но в действительности ничего трудного в этом нет – нужно только нажать на кнопку вверх-вниз или отрегулировать поворотный диск.

Что же делать, если Вы захотите вновь увеличить количество пара? В этом случае можно комбинировать испаритель с низким сопротивлением с аккумулятором с высоким напряжением (V) – так можно получить ещё больше пара. Однако при этом могут возникнуть проблемы: если Вы отрегулируете слишком сильно, испаритель может перегреться, при этом Вы можете получить «сухую затяжку» („dry hit“). В любом случае, срок эксплуатации испарителя резко уменьшится.

Устройства с изменяемым напряжением (V) против устройств с изменяемой мощностью (W)

Отличие изменяемого напряжения (VV) от изменяемой мощности (VW) можно сравнить с отличием автоматической коробки передач от мануальной.

В устройстве с изменяемым напряжением (VV) можно вручную регулировать напряжение – в этом случае конечная мощность зависит от сопротивления конкретного испарителя. В устройстве с изменяемой мощностью (VW) требуется только настроить мощность на желаемый уровень – и аккумулятор повышает напряжение автоматически в соответствии с сопротивлением испарителя. Аккумулятор сам распознаёт сопротивление испарителя и соответственно регулирует напряжение. В этом случае всегда обеспечена одна и та же мощность, независимо от сопротивления испарителя. Таким образом, при повышении мощности (W) повышается также и напряжение (V), и наоборот.

К примеру, если Вы используете испаритель с нагревательным элементом с сопротивлением 1,8 Ом, который работает при напряжении 3,7 Вольт, на выходе получите мощность около 7,3 Ватт – это хорошая затяжка.

Однако если Вы настроите нагревательный элемент на сопротивление выше 2,8 Ом, то заметите существенное уменьшение вкуса, количества пара и нагрева, поскольку мощность (W) ниже (около 4,4 Ватт), и для повышения мощности (W) Вам придётся повысить напряжение (V) – тогда Вы получите хорошую затяжку. Нагревательные элементы с более низким сопротивлением используют больше мощности (W), они стремятся производить больше тепла и поэтому могут перегреться быстрее, чем нагревательные элементы с более высоким сопротивлением.

Что означает mAh на аккумуляторе э-сигареты?

Вероятно, Вы замечали обозначение „mAh“ в описании различных аккумуляторов электронных сигарет. mAh по существу показывает, сколько времени может работать аккумулятор. Если вернуться к аналогии с автомобилем, то если напряжение (V) – это топливо, то mAh – это размер топливного бака: чем больше бак, тем дольше можно ехать. mAh означает миллиамперы в час и показывает ёмкость аккумулятора: чем больше это значение, тем дольше сможет работать аккумулятор.

Распространённые ошибки при термоэлектрических расчётах

При моделировании различных электротехнических приборов важную роль играет правильный расчёт электромагнитного нагрева материалов, электропроводность и теплопроводность которых нелинейно зависят от температуры. При моделировании таких нелинейностей даже у опытных инженеров могут возникать некоторые трудности и неожиданные результаты расчетов при комплексных сочетаниях нелинейных свойств материалов, граничных условий и геометрии. Давайте на простом примере разберём, почему это происходит.

Закон Ома и резистивный нагрев

Одним из первых физических законов, с которым сталкиваемся и который используем мы как инженеры, является закон Ома: Ток, протекающий через устройство равен приложенному напряжению (разности потенциалов), делённому на электрическое сопротивление или I = V/Re, где Re — электрическое сопротивление, которое является функцией от геометрии и электропроводности материала.

Далее мы узнаём о рассеиваемой мощности, которая равна произведению приложенного напряжения и тока, или Q = IV, что можно также записать, как Q = I2Re или Q = V2/Re. Немного позже мы сталкиваемся с такими свойствами, как теплопроводность и эквивалентное термическое сопротивление устройства, Rt, которые позволяют нам рассчитать повышение температуры устройства (относительно условий окружающей среды) по формуле ΔT = QRt.

Теперь мы можем определить абсолютное значение температуры устройства по формуле T = T_ {ambient} + QR_t. С этого момента мы и начнём наше обсуждение. Рассмотрим полностью дискретную модель. Да, пример в данной статье настолько прост, что нам даже не придётся использовать программное обеспечение COMSOL Multiphysics® для этой части. Итак, у нас есть модель с сосредоточенными параметрами, электрическое сопротивление которого равно Re = 1 Ω, а тепловое сопротивление — Rt = 1 K/W.2 R_e R_t.

Температуру окружающей среды примем равной 300 K или 27°C, что является примерной комнатной температурой. Теперь давайте рассчитаем температуру нашего устройства, как функцию от напряжения (от 0 до 10 В) и тока (от 0 до 10 А), как показано на рисунке ниже. Неудивительно, что мы видим квадратичную зависимость.


Зависимость температуры устройства от приложенного напряжения (слева) и протекающего тока (справа) при постоянных свойствах материала.

Можно предположить, что возможно использовать кривую для расчёта более широкого диапазона рабочих параметров. Поставим задачу нагреть устройство до критической температуры, при которой материал начнёт плавиться и испаряться. Предположим, что он начнёт испаряться при температуре 700 K (427°C). Основываясь на графиках выше и проведя простые математические вычисления можно рассчитать, что максимальное напряжение будет равно 20 В, а ток — 20 А, однако это совершенно неправильно!

Учет нелинейных свойств материала для сосредоточенной модели

На данном этапе вы можете заметить, что допущена ошибка: Электрическое сопротивление непостоянно и зависит от температуры.e_0)) R_t

Эти уравнения уже немного сложнее (первое — квадратичное уравнение относительно T), но их ещё можно решить вручную. Графики зависимости температуры от приложенного напряжения и тока показаны ниже.


Зависимости температуры устройства от приложенного напряжения (слева) и протекающего тока (справа) для случая зависимости электрического сопротивления от температуры.

Для варианта с напряжением мы видим, что при увеличении температуры, сопротивление также возрастает. Так как в этом случае сопротивление в уравнении для температуры находится в знаменателе, с его увеличением прирост температуры будет уменьшаться: мы видим, что график температуры лежит ниже, чем для случая с постоянным удельным сопротивлением. Если рассматривать вариант с постоянным током, то зависящее от температуры сопротивление будет в числителе.

По мере увеличения тока резистивный нагрев будет, наоборот, больше, чем в первом случае. На данном этапе мы опять-таки можем вычислить максимальное рабочее напряжение и ток, однако, вы, вероятно, уже видите вторую ошибку, которую мы допустили: необходимо также учитывать температурную зависимость теплового сопротивления.t_0 = 300 K), можно построить зависимости температуры устройства, как показано ниже.


Зависимости температуры устройства от приложенного напряжения (слева) и протекающего тока (справа) для случая зависимости электрического и термического сопротивлений от температуры.

Заметим, что для варианта с током температура возрастает асимптотически. Поскольку электрическое и тепловое сопротивление увеличиваются с повышением температуры, температура устройства возрастает очень резко по мере увеличения тока. При повышении температуры до бесконечности, задача становится нерешаемой. На самом деле, это полностью ожидаемо. Так работает предохранитель в вашем автомобиле. Если решать данную задачу в COMSOL Multiphysics, то можно использовать исследование во временной области (введя термальную массу как функцию от от плотности материала и теплоемкости), с помощью которого можно рассчитать время, в течение которого произойдет отказ устройства.

Для варианта с напряжением всё намного проще. Здесь мы также видим вполне предсказуемое поведение системы. С увеличением сопротивления температура растёт быстрее, чем в предыдущем случае. Однако заметьте, что относительно самого первого случая с постоянным сопротивлением, температура всё же ниже. Иногда это может запутать, но просто отметьте для себя, что одна из нелинейностей приводит к уменьшению температуры, а другая — к увеличению. В целом, если составлять более комплексную модель (например, которую можно сделать и рассчитать в COMSOL Multiphysics), то сложно предугадать, какая из нелинейностей будет преобладать.

Какую ещё ошибку можно допустить на этом этапе? В данном случае мы использовали положительный температурный коэффициент теплового сопротивления. Это справедливо для большинства металлов, однако для изоляторов, к примеру для стекла, этот коэффициент будет противоположным. Обычно термическое сопротивление всего устройства в основном зависит как раз от изоляторов, а не от электропроводящих доменов. Кроме того, при расчёте термического сопротивления устройства необходимо учитывать естественное охлаждение. То есть термического сопротивление также будет зависеть от эффектов свободной конвекции (которая возрастает с разницей температур) и излучения (которое пропорционально четвёртой степени разницы температур). Теперь давайте закончим рассмотрение нашей относительно простой задачи и изменим знак температурного коэффициента, αt = 1/400 K, а затем также сравним два варианта — с питающим напряжением (от 0 до 100 В) и протекающим током (от 0 до 100 А).


Зависимости температуры устройства от приложенного напряжения (розовым) и протекающего тока (голубым) при отрицательном температурном коэффициенте термического сопротивления.

Мы видим, что результаты теперь совершенно другие. Обратите внимание, что в обоих случаях при низких значениях сопротивления кривые возрастают квадратично, а при увеличении сопротивления они уже имеют менее резкий характер, так как термическое сопротивление уменьшается. Тангенс угла наклона всегда положителен, но его величина постепенно уменьшается. В случае с током, кривая начинает асимптотически приближаться к значению T = 700 K, а в варианте с напряжением это значение меньше.

Это достаточно важный результат, и он позволяет обратить внимание на ещё одну распространённую ошибку. Нелинейные модели материалов, которые мы здесь используем для электрического и термического сопротивлений, являются приближёнными. Они становятся неэффективными при значениях температур около 700 К. Если мы знаем, что устройство будет работать как раз в этом режиме, то нужно найти более сложную материальную модель. Несмотря на то, что существующие модели позволяли получить какой-то результат, всегда стоит проверять адекватность расчёта на действующей рабочей температуре. Конечно, если наши условия эксплуатации далеки от таких температур, можно воспользоваться линеаризованной моделью резистивности (одной из встроенных материальных моделей в COMSOL Multiphysics). Тогда наша модель будет корректной.

Подводя некоторые итоги, мы видим, что температура имеет очень сложную зависимость от питающего напряжения и тока. При рассмотрении нелинейных материалов температура может быть выше или ниже, чем при постоянных свойствах, угол наклона температурной кривой может быть как довольно резким, так и плавным, в зависимости от условий работы.

Запутали ли вас результаты в последнем варианте ещё больше? Что, если мы вернёмся к выражению для сопротивления и изменим один из коэффициентов? У некоторых материалов отрицательный знак температурных коэффициентов для электрического и термического сопротивлений. Что, если бы мы использовали более комплексные нелинейности? Вы все также будете пытаться предсказать ожидаемую температуру на основании сосредоточенной модели, или вы бы скорее положились на полноценный детальный расчёт?

Выводы о распространённых ошибках при электротермических расчётах

Как насчёт случая реального устройства? В нём будет несколько материалов, различные зависимости электро- и теплопроводностей как функции температуры, а также и сложная геометрия. Какой решатель при моделировании вы бы выбрали: стационарный или временной, чтобы узнать, сколько времени потребуется для повышения температуры? Скорее всего, в модели также будут нелинейные граничные условия такие, как условие излучения и свободная конвекция, которые неправильно будет аппроксимировать только одним приближённым тепловым сопротивлением. Что же в таком случае можно ожидать? Да практически всё! И как же рассчитывать такие сложные задачи? Конечно же с помощью COMSOL Multiphysics!

Следующий шаг

Узнайте, как COMSOL Multiphysics может помочь вам в мультифизическом моделировании при решении поставленных задач. Не стесняйтесь написать нам и задать все интересующие вопросы!

Урок з електробезпеки для старших класів

ЗАНЯТИЕ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЯХ ПО ТЕМЕ «ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ»

(для средних и старших классов)

 

 

 

План проведения занятия

  1. Введение: электричество друг или враг?
  2. Представление об опасности электрического тока.
  3. Электричество в быту.
  4. Правила поведения вблизи энергообъектов.
  5. Действие электрического тока на организм человека.
  6. Помощь пострадавшему от электрического тока.
  7. Противозаконные действия на энергообъектах и их последствия.
  8. Предупреждающие знаки по электробезопасности.
  9. Вывод: берегите свою жизнь и жизнь своих друзей!

 

1. Введение

Ребята! Вы хорошо знаете, какую важную роль играет электроэнергия в народном хозяйстве, быту и учебе. Она дает нам свет, тепло, приводит в движение различные механизмы, облегчающие труд человека. Электроэнергия заняла настолько прочное место в нашей жизни, что сейчас обойтись без нее просто невозможно. Она наш незаменимый помощник. Но, оказывая огромную помощь людям, электроэнергия таит в себе смертельную опасность для тех, кто не знает или пренебрегает правилами электробезопасности, не умеет обращаться с бытовыми приборами, нарушает правила поведения вблизи энергообъектов.

 

2. Представление об опасности электрического тока

Опасность для жизни человека представляют электроустановки любого напряжения. Запомните: безопасного тока не существует! 

Электроустановки – это оборудование, которое используется энергетиками для передачи электрической энергии, а также все бытовые приборы, окружающие нас в повседневной жизни.

Человек, коснувшись токоведущих частей электроустановок и неизолированных проводов, находящихся под напряжением, оказывается включенным в электрическую цепь. Под воздействием напряжения через его тело протекает электрический ток, который нарушает нормальную работу организма, из-за чего возникают судороги, прекращается дыхание и останавливается сердце, возникают тяжелые ожоги. Человек может погибнуть или стать инвалидом.

Чем больше величина тока, протекающего через тело, тем он опаснее! 

Величина тока тем больше, чем выше напряжение, под которым оказался человек.

Безопасным считается напряжение 12 вольт. Наибольшее распространение в промышленности и сельском хозяйстве и быту получили электрические сети, напряжением 220 — 380 вольт (220 вольт — для освещения и бытовых приборов, 380 вольт — для трехфазных электродвигателей и других промышленных потребителей). Но это напряжение очень опасно для человека.

Наибольшее количество смертельных электротравм происходит с людьми, попавшими под напряжение 220 — 380 вольт.

Электрические приборы, которыми вы пользуетесь дома и в школе, электрические сети и подстанции, мимо которых вы проходите во дворе, на улице и в поле, при нормальной работе безопасны. Конструкторы и энергетики позаботились о том, чтобы исключить случайное прикосновение к токоведущим частям.

Однако, при различных повреждениях изоляции, обрыве проводов, подъеме на опоры, проникновении в подстанции и электрические щитовые, играх вблизи электрооборудования возникает реальная угроза для жизни.

Вот почему так важно всем знать правила обращения с электрическими приборами и другими электроустановками, во время предупредить товарища об опасности шалости вблизи электрических линий и подстанций, уметь обезопасить себя и других людей при обнаружении повреждения в электрической сети.

 

3. Электричество в быту

Правила обращения с электрическими приборами не сложны, и их легко запомнить:

1). Вы не должны самостоятельно заменять электролампы и предохранители, производить ремонт электропроводки и бытовых приборов, открывать задние крышки телевизоров и радиоприемников, устанавливать звонки, выключатели и штепсельные розетки. Пусть это сделают взрослые или специалист-электрик!

 

2). Нельзя пользоваться выключателями, штепсельными розетками, вилками, кнопками звонков с разбитыми крышками, а также бытовыми приборами с поврежденными, обуглившимися и перекрученными шнурами. Это очень опасно!

Вы не должны проходить мимо подобных фактов. Своевременно сообщайте взрослым о повреждениях!

Запомните, разбивая ради боловства крышки выключателей, звонков, штепсельных розеток, повреждая электропроводку, вы, тем самым, совершаете проступок равный преступлению, так как это может привести к гибели людей.

 

3). Опасность поражения людей электрическим током очень велика в помещениях с земляными, цементными и бетонными полами, хорошо проводящими электрический ток (это ванные комнаты, бани, сараи, гаражи, подвалы). В этих помещениях должны применяться электроприборы и переносные электролампынапряжением 12 вольт, включенные через специальный понижающий трансформатор. Такое же напряжение должно применяться для переносных приборов и ламп, применяемых в саду, огороде и во дворе.

Некоторые люди пренебрегают этим и присоединяют непосредственно к сети напряжением 220 вольт бытовые электроприборы в ванных комнатах, пользуются переносными электролампами в гаражах и подвалах, устанавливают электроплитки в сырых помещениях и сараях, а подобные нарушения приводят к печальным последствиям.

Примеры: 

— Мальчик решил приготовить уроки вечером в саду. Взяв включенную через удлинитель напряжением 220 вольт настольную лампу, в которой была повреждена изоляция внутренних проводов, он стал выходить из дома. В комнате по его телу, очевидно, проходил небольшой электрический ток, который он не ощущал, так как сухой деревянный пол оказывал большое сопротивление. Но как только мальчик коснулся земли, сопротивление резко снизилось, ток увеличился, и мальчик был смертельно поражен электрическим током.

 

— Юноша 16 лет самовольно провел проводку напряжением 220 В в погреб и при ввертывании лампы коснулся пальцем цоколя и погиб.

Имеются случаи гибели людей, которые производили замену электроламп и ремонт электропроводок под напряжением, стоя на батареях отопления, водопроводных трубах, ваннах, газовых плитах и других хорошо заземленных предметах или касаясь их.

 

Запомните! 

Запрещается пользоваться электрическими приборами и переносными электролампами напряжением 220 вольт в помещениях и на открытом воздухе при наличии земляных, цементных, бетонных и других полов, хорошо проводящих электрический ток, а также в сухих помещениях, в которых не исключена возможность одновременного прикосновения к электроприбору и хорошо заземленным предметам.

 

4). Если вы, прикоснувшись к корпусу электроприбора, трубам и кранам водопровода, газа, отопления, ванне и другим металлическим предметам почувствуете «покалывание» или вас «затрясет», то это значит, что данный предмет находится под напряжением в результате какого-то повреждения электрической сети. Это сигнал серьезной опасности!

В других, более худших условиях (например, стоя босиком на мокром полу), повторное прикосновение к этому же предмету, находящемуся под напряжением, может привести к смертельному поражению электрическим током.

Что необходимо сделать в этих случаях:

— немедленно отключить поврежденный электроприбор от сети;

— если появилось напряжение на трубах, ванне и т. д., немедленно отключить электросеть при помощи автоматических выключателей или выкручивания предохранителей у электросчетчика;

— предупредить окружающих об опасности и немедленно сообщить о случившемся взрослым!

 

4. Правила поведения вблизи энергообъектов

Энергообъекты – это воздушные и кабельные линии электропередачи, подстанции, трансформаторные подстанции, распределительные пункты. 

Воздушные линии электропередачи напряжением 35, 110 тысяч вольт или киловольт и выше отвечают за электроснабжение городов и поселков. Воздушные и кабельные линии электропередачи напряжением 6, 10 киловольт отвечают за электроснабжение внутри городов и поселков, а также сельских населенных пунктов. Линии электропередачи напряжением 380 вольт обеспечивают электроэнергией многоквартирные жилые дома или улицы, а 220 вольт — отдельные квартиры и дома. 

Подстанции делятся на подстанции высокого класса напряжения — 35 киловольт и выше и трансформаторные подстанции напряжением 6, 10 киловольт. Подстанции предназначены для понижения напряжения в сети переменного тока и для распределения электроэнергии. Трансформаторные подстанции расположены в каждом населенном пункте и в силу их повсеместности представляют особую опасность для населения!

Все электроэнергетические объекты несут в себе реальную опасность для жизни!

 

1). Самое большое количество тяжелых несчастных случаев, связанных с поражением электрическим током, происходит в результате прикосновения к провисшим проводам и приближении или прикосновении к оборванным проводам, лежащим на земле. 

 

 

Примеры:

— На одной из воздушных линий напряжением 6 киловольт из-за сильного ветра произошло повреждение, которое привело к провисанию провода над дорогой. Четырнадцатилетний мальчик, проезжая на велосипеде под линией, поднял руку и коснулся провода. В результате он получил тяжелые ожоги ног и руки.

— Пятнадцатилетний мальчик, проезжая на лошади под провисшими проводами воздушной линии 6 киловольт, коснулся головой провода. Он погиб, была убита и лошадь.

— Подросток близко подошел к оборванному проводу воздушной линии электропередачи напряжением 10 киловольт, лежащему на земле. Не коснувшись провода, он попал под «шаговое» напряжение, потерял сознание и упал.

— Во время сильного ветра был сорван провод с изоляторов воздушной линии электропередачи, который упал на землю, продолжая находиться под напряжением. Шел дождь, провод лежал в луже. Проходившие мимо школьники решили убрать провод, и в момент прикосновения к нему два мальчика были поражены током, один из них погиб. 

Большую опасность таит в себе оборванный провод воздушной линии электропередачи 0,4, 6, 10 и 35 киловольт, лежащий на земле. Особенность электрической сети с таким напряжением состоит в том, что даже после обрыва провод может находиться под напряжением. Электрический ток при этом начинает «стекать» в землю, и участок земли вокруг провода оказывается под электрическим потенциалом, причем, чем ближе до точки контакта провода с землей, тем больше потенциал. Если человек будет проходить по такому участку, его ноги за счет шага могут оказаться на различном удалении от точки замыкания провода на землю, а значит, под разными электрическими потенциалами. Разность потенциалов, под которыми находятся ноги человека, создает электрическое напряжение, называемое шаговое напряжение. Под действием тока в ногах возникают судороги, человек падает, и цепь тока замыкается вдоль его тела через дыхательные мышцы и сердце. Поэтому, увидев оборванный провод, лежащий на земле, ни в коем случае не приближайтесь к нему на расстояние ближе 8 метров. Попавшему в зону «шагового напряжения» нельзя отрывать подошвы от поверхности земли. Передвигаться следует в сторону удаления от провода «гусиным шагом» — пятка шагающей ноги, не отрываясь от земли, приставляется к носку другой ноги.

 

Чтобы избежать беды нужно твердо помнить!

— к провисшим и оборванным проводам воздушных линий электропередачи, радиотрансляции и связи прикасаться нельзя;

— опасно подходить к проводу, лежащему на земле ближе, чем на 8 метров;

— подходя к воздушной линии электропередачи, необходимо убедиться, что на вашем пути нет провисших и оборванных проводов.

 

Обнаружив поваленные опоры, оборванные и провисшие провода немедленно организуйте охрану места повреждения, чтобы другие люди и животные не коснулись проводов. Охрану прерывать нельзя! Постарайтесь криком привлечь внимание людей, сообщите о случившемся кому-нибудь из взрослых или позвоните по телефону в РЭС (желательно в этом месте беседы указывать телефон диспетчера РЭС). Если вокруг длительное время нет людей и у вас нет с собой телефона, сделайте ограждение места повреждения из имеющегося под рукой материала: палок, веток деревьев и т. д., при этом помня, что к месту обрыва провода нельзя приближаться ближе чем на 8 метров, после этого можно пойти к ближайшему телефону для сообщения об аварии.

 

2).Каждый должен знать, что земля, бетонный или кирпичный пол могут проводить через себя электрический ток. Поэтому, стоя на таком основании и коснувшись любыми частями тела оголенного или поврежденного провода, человек попадает под напряжение, через его тело проходит электрический ток и он может погибнуть.

Примеры: 

— При переходе с поднятым вверх удилищем под воздушной линией коснулся провода удилищем и погиб 18-летний юноша.

— 6-летний мальчик погиб от электротравмы, которую он получил, коснувшись провода на крыше одноэтажного дома, где он играл с друзьями.

3).Большую опасность представляют провода воздушных линий, расположенные в кроне деревьев или кустарников или вблизи от них. Не прикасайтесь к таким деревьям и не раскачивайте их, особенно в сырую погоду! Они служат проводником электрического тока.

Пример:

— 7-летний мальчик, играя во дворе дома, залез на высокую березу и, раскачиваясь на ветвях, приблизился к проводам линии напряжением 10 киловольт и был поражен электрическим током. 

 

4).К печальным последствиям приводят игры вблизи воздушных линий электропередачи и трансформаторных подстанций, а нередко озорство и лихачество отдельных ребят.

Пример:

— Ребята из озорства сделали наброс тонкой проволоки на один из проводов воздушной линии электропередачи и погибли от удара электрическим током.

 

5). Важно знать, что попасть под напряжение можно и не касаясь токоведущих частей, а только приблизившись к ним. В воздушном промежутке между электроустановкой и телом человека возникнет электрическая дуга и нанесет несовместимые с жизнью ожоги.

Примеры:

— Подросток влез на металлическую опору воздушной линии напряжением 110 киловольт, чтобы палкой спугнуть с нее голубя. Приблизившись к проводу, он был смертельно поражен электрическим током. 

— 5-классник, игравший со своими сверстниками рядом с электроустановкой, несмотря на предупредительные плакаты, поднялся по дверцам ячейки на крышу электроустановки, приблизился к токоведущим частям и был поражён током. 

— подросток 14 лет сломал вентиляционную решетку трансформаторной подстанции и залез в нее с целью хищения цветного металла. Случайно прикоснувшись к токоведущим частям попал под напряжение и погиб.

— два мальчика с насыпи полезли на крышу трансформаторной подстанции чтобы поиграть. Приблизились к высоковольтным проводам и получили удар током. Один из них остался инвалидом.

    

 

Запомните, категорически запрещается:

— играть вблизи воздушных линий электропередачи и подстанций; 

— делать набросы на провода воздушных линий и запускать «воздушного змея» вблизи них;

— влезать на опоры воздушных линий, приставлять к ним лестницы и другие предметы;

— проникать за ограждение, внутрь или на крышу подстанций, открывать дверцы электрических щитков;

— залезать на крыши домов и сооружений, а также деревья, если вблизи проходят линии электропередачи.

 

6). Летом, находясь в походе, опасно останавливаться на отдых вблизи воздушных линий электропередачи, либо подстанций.

 

Пример: 

— семья отдыхала па берегу реки, поставив палатку в уютном уголке под проводами воздушной линии электропередач. От порыва ветра дерево упало на провода, оборвав провод, и он упал на землю вблизи 15-летней девушки, которая в это время загорала около палатки. Девушка была смертельно поражена электрическим током. Ее мать, пытаясь оказать помощь, приблизилась к телу дочери и тоже погибла.

 

Запомните!

Категорически запрещается вблизи воздушных линий электропередачи и подстанций устраивать стоянки, устанавливать палатки, разводить костры, делать причалы для лодок, удить рыбу.

 

5. Действие электрического тока на организм человека

Опасность электрического тока состоит в том, что у человека нет органов чувств для обнаружения на расстоянии электрического тока. Электрический ток не имеет запаха, цвета и действует бесшумно. Невозможно без специальных приборов узнать, находится ли данная часть электроустановки под напряжением или нет. Это приводит к тому, что люди часто не осознают реально имеющейся опасности и не принимают необходимых защитных мер. 

Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает биологическое, электролитическое, механическое и термическое действие.

Термическое действие проявляется в виде ожогов участков кожи тела, перегрева различных органов, а также возникающих в результате перегрева разрывов кровеносных сосудов и нервных волокон. 

Электролитическое действиевыражается в разложении органической жидкости, в том числе крови, что сопровождается значительными нарушениями их физико-химического состава.

Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, что приводит к непроизвольным судорожным сокращениям мышц, нарушению нервной системы, органов дыхания и кровообращения. При этом могут наблюдаться обмороки, потеря сознания, расстройство речи, судороги, нарушение дыхания (вплоть до остановки). 

Механическое действиепроявляется в возникновении давления в кровеносных сосудах и тканях организма при нагреве крови и другой жидкости, а также механическом напряжении и разрыве тканей в результате непроизвольного сокращения мышц при воздействии электрического тока.

Большое значение в исходе поражения имеет путь, проходимый током в теле человека, и время воздействия тока на человека. Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказываются сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг. Наиболее опасными путями прохождения тока через человека являются: рука-ноги, рука-рука, голова-ноги, голова-рука.

Непосредственными причинами смерти человека, пораженного электрическим током, является прекращение работы сердца и остановка дыхания вследствие паралича мышц грудной клетки. Наиболее неблагоприятный исход поражения человека электрическим током будет в случаях, когда прикосновение произошло влажными руками или в сыром помещении.

 

6. Помощь пострадавшему от электрического тока

Необходимо помнить, человека, пораженного электрическим током можно спасти, вернуть к жизни, если правильно и главное, быстро оказать ему помощь.

Нельзя отказываться от оказания помощи, если человек неподвижен, не дышит, у него нет пульса. Заключение о наступлении смерти может сделать только врач.

Если человек попал под действие электрического тока необходимо, прежде всего, быстро (дорога каждая секунда!) освободить пострадавшего от действия электрического тока, так как человек, находящийся под напряжением, не может из-за судорог или потери сознания самостоятельно оторваться от провода, корпуса прибора. Если это произошло в помещении, отключите провод или прибор, выключив выключатель, выдернув вилку из розетки, выключив автоматические выключатели у электросчетчика, выкрутив предохранители у электросчетчика;

Но в реальных условиях это сделать достаточно сложно. 

Лучше это сделают взрослые, специалисты электрики. Позовите их на помощь! 

Оказать эффективную помощь пострадавшему от электрического тока может человек, хорошо знающий «Правила освобождения пострадавшего от электрического тока и оказания первой помощи».

Необходимо запомнить: нельзя приближаться к пострадавшему, так как сам можешь попасть под напряжение. Если это случится, то кто окажет помощь вам и пострадавшему?

Соблюдение техники безопасности – это не лишняя предосторожность и не проявление трусости. Это обязательное условие, которым нельзя пренебрегать.

Ни в коем случае нельзя позволять пострадавшему, освобожденному от действия электрического тока, двигаться, а тем более продолжать работу или игру, так как отсутствие видимых тяжелых повреждений от электрического тока или других причин (падения и т. п.) еще не исключает возможности последующего ухудшения его состояния.

Только врач может решить вопрос о состоянии здоровья пострадавшего.

Переносить пострадавшего в другое место следует только в тех случаях, когда ему или лицу, оказывающему помощь, продолжает угрожать опасность или когда оказание помощи на месте невозможно.

В случае невозможности вызова врача на место происшествия необходимо обеспечить транспортировку пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение. 

 

7. Противозаконные действия и их последствия

Особо стоит сказать о кражах проводов, цветных и черных металлов с энергообъектов. Эти противозаконные действия провоцируют аварийные ситуации и ставят под угрозу надежность электроснабжения учреждений здравоохранения, детских садов, школ. При этом воры подвергают свое здоровье, а подчас и жизнь, серьезной опасности. Очень часто, проникновение злоумышленников на энергообъекты приводит к гибели, среди погибших есть дети и подростки.

Представьте себе оставленный без света населенный пункт, в котором помимо жилых домов есть еще и больница, родильный дом, детский сад, школа, объекты теплоснабжения. Перед глазами возникают страшные картины внезапно гаснущей операционной, отключения аппаратов искусственного дыхания. Видимо охотников за «легкой наживой» это не особо волнует. 

Подвергая опасности свою жизнь, жизнь и здоровье других людей, злоумышленники не задумываются и о собственной безопасности. Они порой просто не понимают всей той угрозы, которую несёт электрический ток, а если и осознают, то корысть берёт верх над всем остальным. Порой, украденный провод может стоить самого ценного на земле – человеческой жизни. К таким же тяжелым последствиям может привести намеренное или случайное повреждение электрооборудования.

Лица, виновные в повреждении электрических сетей возмещают причиненный ущерб, а также привлекаются к ответственности в установленном Законом порядке.

Пример:

— юноша проник в трансформаторную подстанцию, открыл дверцу и при попытке открутить гайку прикоснулся ключом, зажатым в руке, к оборудованию, находящемуся под напряжением и был смертельно травмирован.

— два человека срубили дерево вблизи от охранной зоны воздушной линии электропередачи, дерево, падая, коснулось проводов воздушной линии электропередачи напряжением 110 кВ, оба человека получили электротравму не совместимую с жизнью.

— человек ради воровства электроэнергии попытался сделать наброс на провода домового ввода. Случайно прикоснулся к проводам рукой и был смертельно поражен электротоком.

— отец с 14-летним сыном собрались похитить провода линии электропередачи. Поднявшись на опору мальчик прикоснулся к проводу и погиб.

      

8. Предупреждающие знаки по электробезопасности

Для предотвращения случайного проникновения в электроустановки, и тем самым предотвращения поражения электрическим током людей, существуют специальные предупреждающие знаки и плакаты. Они вывешиваются или наносятся на опоры воздушных линий электропередачи любого напряжения, двери различных электрощитов, в которых находится электрооборудование, на ограждениях и заборах, огораживающих электроустановки. Наличие таких знаков подразумевает запрет проникновения со стороны населения в электроустановки или подъем на опору линий электропередачи.

Знаки предупреждают человека об опасности поражения электрическим током. Пренебрегать ими, а тем более снимать и срывать их — недопустимо.

  

9. Вывод

Ребята, не огорчайте родителей своими необдуманными действиями! Остановите, предостерегите товарища от опасной шалости вблизи энергообъектов! Этим вы спасете ему жизнь!

При обнаружении обрыва проводов, искрения, повреждения опор, изоляторов, незакрытых или повреждённых дверей трансформаторных подстанций или электрических щитов, обнаружении сорванных знаков и плакатов по электробезопасности во избежание несчастных случаев необходимо незамедлительно сообщить взрослым и в РЭС.

 

Порой кажется, что беда может произойти с кем угодно, только не с нами. Это обманчивое впечатление!

Будьте осторожны ребята! Берегите свою жизнь и жизнь своих друзей!

Факторы глубины проплавления

В других статьях мы уже говорили о сплавлении металла, глубине проплавления и о том, когда большая глубина проплавления может оказаться полезной или вредной. От каких факторов заивит глубина пролавления? Как ее можно регулировать?

Глубина проплавления — это расстояние, на которое наплавленный металл проникает в основной металл или в материал предыдущего прохода во время сварки. На Рисунке 1 показано поперечное сечение углового шва, на котором хорошо виден профиль проплавления.

Больше всего глубина проплавления зависит от силы сварочного тока (которая измеряется в амперах, или А). По мере увеличения силы сварочного тока глубина проплавления возрастает, по мере снижения — уменьшается. На Рисунке 2 показаны три сварные шва, сделанные на разных токах, но при тех же остальных настройках.

 

 

 Рисунок 1

 Рисунок 2

 

В процессах сварки на падающей вольтамперной характеристике (СС) сила тока является главной регулируемой переменной. Но случае процессов на жесткой ВАХ (CV) главными регулируемыми параметрами являются напряжение сварочного тока и скорость подачи сварочной проволоки, а сила тока варьируется с учетом скорости подачи проволоки. При увеличении скорости подачи сила тока для данного типа и диаметра проволоки также увеличивается. Соответственно, при снижении скорости подачи проволоки сила тока снижается.

Также существует еще несколько параметров, которые тоже влияют на глубину проплавления. Ниже мы обсудим, какое влияние эти параметры оказывают на глубину проплавления (при прочих равных). Заметьте, что на Рисунке 2 выше, а также на Рисунках 3, 5, 6 и 7, показаны сечения швов, выполненных с помощью сварки под слоем флюса (subarc). Сварка под флюсом была выбрана, чтобы продемонстрировать влияние различных параметров сварки (или его отсутствие), потому что в этом режиме оно выражено намного сильнее. Сварка под флюсом обычно проходит на высоких токах, высокой скорости подачи проволоки, относительно высоком напряжении и с применением проволоки большого диаметра. Хотя изменение этих параметров влияет на глубину проплавления и в других процессах, из-за более низкого сварочного тока и т. д. разница окажется не настолько большой.

  • Полярность: глубина проплавления зависит от полярности сварочного тока. В большинстве случаев большая глубина проплавления достигается на постоянном токе обратной полярности (DC+), потому что дуга оказывается лучше сфокусирована на рабочей поверхности. Соответственно, постоянный ток прямой полярности обеспечивает меньшую глубину проплавления, потому что энергия дуги в основном поступает в электрод или проволоку, а не в рабочую пластину. Это относится к ручной дуговой сварке (SMAW), сварке в защитных газах (MIG/MAG), сварке порошковой проволокой (FCAW) и сварке под флюсом (SAW) (см. Рисунок 3). Исключением является аргонодуговая сварка (TIG), в случае которой влияние полярности на глубину проплавления полностью противоположно. В случае аргонодуговой сварки прямая полярность обеспечивает большую глубину проплавления (обратная в этом режиме обычно не используется).

    Некоторые новые модели источников для SAW-сварки дают возможность регулировать форму волны переменного сварочного тока, чтобы добиться оптимальной стабильности дуги и регулировать производительность наплавки и глубину проплавления.  Также они позволяют контролировать баланс переменного тока, смещение и частоту тока, что дает еще более широкие возможности контроля над характеристиками сварки.

 

Рисунок 3

  • Процесс сварки: различные процессы сварки имеют разные характеристики проплавления. Например, SAW, FCAW и MIG/MAG (в режиме крупнокапельного, струйного или импульсного переноса металла) считаются процессами с большей глубиной проплавления. TIG, MIG-C (металлопорошковой проволокой) и MIG/MAG (в режиме переноса металла короткими замыканиями), напротив, считаются процессами с меньшей глубиной проплавления. Конечно, это также зависит от силы тока. Например, процесс сварки под флюсом обычно проходит на очень высоких токах, а MIG/MAG-сварка короткими замыканиями — на низких. Ручная дуговая сварка может иметь как большую, так и малую глубину проплавления в зависимости от используемых электродов.
  • Сварочные материалы: даже в одном и том же процессе сварочные материалы разных классов могут иметь совершенно разные характеристики проплавления. Например, в режиме РДС электроды класса E6010 обычно имеют большую глубину проплавления, а электроды класса E7024 — меньшую. То же относится к процессу FCAW. Порошковая проволока класса E70T-1 обычно имеет большую глубину проплавления, класса E71T-1 — меньшую.
  • Угол атаки электрода: угол наклона электрода в направлении сварки, влияет на то, как дуга направлена на рабочую поверхность. При угле атаки от 0° до 10° (т. е. если электрод почти перпендикулярен поверхности) глубина проплавления максимальна. По мере увеличения угла глубина проплавления снизится.
  • Тип защитного газа: защитный газ тоже влияет на глубину проплавления. Защитные газы с высокой теплопроводимостью, например, 100-процентная двуокись углерода (CO2) или 100-процентный гелий (He), вызывают более широкий и глубокий профиль проплавления. Защитные газы с низкой теплопроводимостью, например, 100-процентный аргон (Ar) или смеси Ar / CO2 или Ar / кислород (O2), приводят к менее глубокому профилю с сужением в середине (см. Рисунок 4). 

 

Рисунок 4

  • Диаметр электрода: при сварке двумя электродами разных диаметров при одинаковой силе сварочного тока в случае электрода меньшего диаметра глубина проплавления окажется больше (см. Рисунок 5). Проволока меньшего диаметра имеет меньшую площадь сечения. Так как в обоих случаях через электрод проходит одинаковый ток, из-за этого концентрация или плотность тока в случае меньшего электрода оказывается выше. Из-за этой более высокой плотности тока электроды меньшего диаметра имеют большую глубину проплавления. Однако заметьте, что электроды любого диаметра имеют максимальный порог плотности тока, после которого сварочного дуга становится очень нестабильной. Поэтому при увеличении сварочного тока в какой-то момент понадобится перейти на электроды большего диаметра.

 

Рисунок 5

  • Скорость сварки: скорость перемещения электрода вдоль сварного шва влияет на то, сколько времени есть у энергии дуги на то, чтобы проникнуть в основной материал в каждой отдельно взятой точке шва. По мере увеличения скорости сварки время нахождения дуги в отдельной точке шва снижается, из-за чего снижается глубина проплавления. По мере снижения скорости сварки время нахождения дуги в отдельной точке шва увеличивается, а глубина проплавления становится больше (см. Рисунок 6).

 

Рисунок 6

  • Расстояние от контактного наконечника до изделия: в режимах MIG/MAG, FCAW и SAW на жесткой ВАХ (CV) при одинаковой скорости подачи проволоки и напряжении дуги по мере увеличения расстояния от контактного наконечника до изделия сопротивление на пути тока через электрод возрастет, потому что этот электрод (т. е. металлический электропроводник) станет длиннее. Увеличение сопротивления при том же напряжении приведет к снижению силы тока (по закону Ома), что, в свою очередь, вызовет снижение глубины проплавления. Соответственно, при уменьшении расстояния от контактного наконечника до изделия сопротивление снижается, а сила тока и глубина проплавления увеличиваются. 

 

Напряжение дуги, напротив, не оказывает практически никакого влияния на глубину проплавления. Хотя изменения напряжения могут вызвать минимальные изменения глубины проплавления, его влияние по сравнению с силой тока и других перечисленных в этой статье переменных весьма ограничено. Напряжение дуги больше влияет на ее длину. При той же скорости подачи проволоки по мере увеличения напряжения дуги она удлиняется, по мере снижения напряжения — укорачивается. Длина дуги, в свою очередь, влияет на ширину и размер ее конуса. Если длина дуги снизится, конус дуги станет уже, а дуга — более сфокусированной (см. Рисунок 7). В результате получается узкий и выпуклый сварной шов, также может немного уменьшиться глубина проплавления.  Аналогичным образом при уменьшении длины конус дуги становится шире, а сама дуга — мягче. В результате шов становится более широким и плоским, а глубина проплавления может немного увеличиться. Влияние напряжения дуги на форму шва показано на Рисунке 8. Также заметьте, что швы, сделанные при напряжении 27, 34 и 45 вольт, несколько различаются по глубине проплавления (при одинаковых силе тока, скорости подачи проволоки и диаметре электрода). Учтите, что это крайне большая разброс в напряжении дуги — этот эксперимент был проведен только для того, чтобы проиллюстрировать эту статью. На практике напряжение дуги будет варьироваться всего на несколько вольт. Поэтому колебания глубины проплавления из-за такой малой разницы в напряжении будут пренебрежимо малы.

 

 

 

 Рисунок 7

 Рисунок 8

 

По иронии, многие сварщики полагают, что напряжение дуги как раз является главной переменной, которая оказывает наибольшее влияние на глубину проплавления. Напряжение иногда неправильно называют «жаром», и сварщики увеличивают напряжение или «жар», чтобы получить видимое увеличение глубины проплавления, или снижают, чтобы его уменьшить. Скорее всего это заблуждение вызвано тем, что при увеличении напряжения шов зрительно становится шире (как показано на Рисунке 8). Однако, как уже было сказано выше, эти изменения ширины шва вызваны сужением или расширением конуса дуги. Итоговая глубина проплавления при разном напряжении (при условии неизменной силы тока) практически одинакова.

Жесткая и падающая вольт-амперная характеристика

У меня дома есть небольшой аппарат для MIG-сварки. Я хочу попробовать использовать его для ручной дуговой сварки, но мне сказали, что у меня ничего не выйдет. Почему? У нас а работе есть несколько других аппаратов. Почему какие-то из них предназначены только для РДС, какие-то — только для MIG, а какие-то — и того, и другого? Я слышал термины «CV» и «CC», но что они означают и насколько важны? И еще — у нас есть механизмы подачи проволоки с переключателем «CV / CC». Значит ли это, что их можно использовать с любым аппаратом?

 
Это очень хорошие вопросы и я уверен, что их задают себе многие сварщики. Существует два типа сварочных аппаратов с разной конструкцией и принципами управления дугой. Это аппараты с падающей вольт-амперной характеристикой (constant current, CC) и аппараты с жесткой вольт-амперной характеристикой (constant voltage, CV). Также есть универсальные источники питания с дополнительной электрикой и компонентами, которые позволяют им вырабатывать сварочный ток обоих видов в зависимости от выбранного режима.

Помните, что сварочная дуга динамична, ее сила тока (амперы) и напряжение (вольты) постоянно меняются. Источник питания осуществляет мониторинг дуги и каждую миллисекунду вносит корректировки для сохранения ее стабильности.  Поэтому термин «жесткая» относителен. Источник питания на падающей ВАХ поддерживает силу тока относительно постоянной при значительных перепадах напряжения, а источники на жесткой ВАХ поддерживают постоянное напряжение при значительных перепадах силы тока. На Рисунке 1 показаны графики сварочного тока аппаратов на жесткой и падающей ВАХ. Обратите внимание, как на графиках сильно меняется одна переменная, в то время как другая остается более-менее постоянной (перепад значений обозначается символом «Δ» (дельта).

 

 

Рисунок 1: сварочный ток аппаратов на падающей и жесткой ВАХ

 

Нужно отметить, что эта статья касается только традиционных моделей сварочных аппаратов. При импульсной сварке источниками с поддержкой технологии управления формой волны сварочного тока вольт-амперную характеристику дуги нельзя отнести ни к жесткой, ни к падающей. Такие источники питания очень быстро корректируют и напряжение, и силу тока (намного быстрее традиционных моделей), что позволяет им обеспечить очень стабильную дугу.

Чтобы понять преимущества и недостатки жесткой и падающей ВАХ, сначала нужно понять, как изменения силы тока и напряжения влияют на ход сварки. Сила тока влияет на производительность расплавления электрода или сварочной проволоки. Чем выше сила тока, тем быстрее плавится электрод (в кг/ч). Чем ниже сила тока, тем меньше производительность расплавления. Напряжение влияет на длину и, как следствие, ширину и объем дуги. При увеличении напряжения длина дуги возрастает (а конус дуги — становится шире), при уменьшении напряжения дуга становится короче (а конус дуги — уже). На Рисунке 2 проиллюстрировано влияние напряжения на дугу.  

 

 

Рисунок 2: влияние напряжения на форму дуги

 

То, какой вид тока будет более стабильным и поэтому предпочтительным, зависит от выбранного Вами процесса сварки и степени автоматизации. Процессы ручной дуговой сварки (MMA) и аргонодуговой сварки (GTAW/TIG) относят к полностью ручным видам сварки. Это означает, что сварщик должен самостоятельно контролировать все параметры сварки. Он держит электрододержатель или горелку TIG и собственной рукой контролирует угол наклона и атаки, скорость сварки, длину дуги и скорость подачи электрода в соединение.  Для процессов РДС и TIG (т.е. ручной сварки) более предпочтителен ток на падающей ВАХ. 

Процессы сварки в защитных газах (MIG) и сварки порошковой проволокой (FCAW) считаются полуавтоматическими. Это означает, что сварщику все еще приходится вручную регулировать угол наклона, угол атаки, скорость сварки и расстояние между контактным наконечником и рабочей поверхностью (CTWD). Однако скорость подачи сварочной проволоки при этом регулируется подающим механизмом. Для полуавтоматических процессов более предпочтителен ток на жесткой ВАХ. 

В Таблице 1 перечислены рекомендации по сварочному току для каждого процесса.

 

 

 

 

Таблица 1: рекомендуемые типы сварочного тока для различных процессов

 

Чтобы упростить конструкцию и снизить стоимость сварочных аппаратов, их обычно проектируют только для одного или двух процессов сварки. Поэтому бытовые модели для РДС поддерживают только ток на падающей ВАХ. Аппараты для аргонодуговой сварки тоже поддерживают только ток на падающей ВАХ, потому что они также предназначены для ручной сварки. Бытовые модели для MIG и FCAW-сварки, напротив, имеют ток на жесткой ВАХ. Вернемся к первому вопросу — почему аппарат для MIG сварки не подходит для РДС? Аппараты для MIG генерируют ток на жесткой ВАХ, который не пригоден или не рекомендуется для ручной дуговой сварки. Аналогичным образом, Вы не сможете использовать аппарат для РДС для сварки MIG, потому что он генерирует ток на падающей ВАХ. Как уже было сказано выше, также существуют универсальные модели с поддержкой процессов на падающей и жесткой ВАХ. Но они обычно имеют более сложную конструкцию и предназначены для промышленных работ с высокой производительностью, поэтому имеют намного большую стоимость по сравнению с бытовыми моделями. На Рисунке 3 показано несколько примеров аппаратов на падающей и жесткой ВАХ, а также универсальных моделей.

 

 

Рисунок 3: примеры сварки с источниками питания различного типа

 

Вести сварку возможно как на падающей, так и жесткой ВАХ (если соответствующим образом настроить оборудование).  Однако при использовании «неподходящего» для соответствующего процесса типа тока дуга будет очень нестабильной. В большинстве случаев это сделает сварку непрактичной. 

Разберемся, почему. При ручной сварке (режимы РДС и TIG) Вы контролируете все переменные вручную (именно поэтому эти процессы считаются самыми сложными в освоении). Нужно, чтобы электрод плавился с равномерной скоростью, поэтому его нужно очень равномерно погружать в сварочную ванну.  Чтобы расплавление электрода было постоянным, сила сварочного тока также должна быть постоянной (т. е. иметь падающую ВАХ).  Напряжение при этом может варьироваться. В режиме ручной сварки очень сложно поддерживать постоянную длину дуги, потому что Вам приходится самостоятельно погружать электрод в соединение. В результате колебаний длины дуги также меняется сварочное напряжение. На падающей ВАХ сила тока является постоянной, контрольной величиной, а напряжение при этом может свободно изменяться.

Если попробовать использовать для ручной дуговой сварки аппарат на жесткой ВАХ, сила тока и производительность расплавления электрода будут слишком сильно варьироваться. По мере перемещения вдоль соединения (при том, что сварщику также нужно будет соблюдать все остальные параметры сварки) электрод будет плавиться то быстрее, то медленнее. Вам придется постоянно менять скорость погружения электрода в соединение, что очень неудобно.              

В режимах MIG и FCAW ситуация полностью другая. Хотя сварщику все еще приходится контролировать много параметров вручную, скорость подачи проволоки регулируется автоматически (и имеет строго заданное значение). Теперь Вам нужно обеспечить постоянную длину дуги. Для этого требуется постоянное сварочное напряжение (т. е. жесткая ВАХ).  Сила тока при этом может свободно варьироваться в зависимости от скорости подачи проволоки. При увеличении скорости подачи проволоки возрастает сила тока, и наоборот При сварке на жесткой ВАХ напряжение и скорость подачи проволоки являются контрольными значениями, а сила тока может меняться.  

Если попробовать вести MIG или FCAW-сварку на падающей ВАХ, напряжение и длина дуги будут слишком сильно варьироваться. При падении напряжения дуга станет слишком короткой и электрод залипнет в основном металле. При увеличении напряжения длина дуги слишком вырастет и тогда произойдет переход дуги с проволоки на токоподводящий мундштук. Постоянные залипания и переходы дуги сделают сварку на падающей ВАХ непрактичной.              

Также заметим, что процессы TIG, MIG и FCAW часто автоматизируются. В случае полной автоматизации, все переменные, включая угол наклона, расстояние и скорость, контролируются автоматически. Благодаря этому дуга становится более стабильной. Тем не менее, для TIG в таких случаях все равно используется падающая ВАХ, а для MIG и FCAW — жесткая. Также часто автоматизируется еще один распространенный процесс электродуговой сварки, сварка под флюсом (SAW). Для SAW используется как жесткая, так и падающая ВАХ. Этот выбор зависит от диаметра проволоки, скорости сварки и размера сварочной ванны. Для полуавтоматической сварки под флюсом более предпочтительна жесткая ВАХ.

Последний вопрос касается компактных механизмов подачи проволоки в форме кейса (см. пример на Рисунке 4). Такое оборудование несколько противоречит перечисленным в этой статье правилам. В основном они предназначены для сварки в полевых условиях и обладают тремя особенностями по сравнению с обычными цеховыми подающими механизмами.  Во-первых, кассета проволоки у них устанавливается в жесткий пластиковый корпус, который защищает ее от внешнего воздействия. Во-вторых, для питания привода подачи в них служит не контрольный кабель, а измерительный провод от подающего механизма. Поэтому подключение выполняется очень просто — уже имеющимся сварочным кабелем от источника питания (с добавлением газового шланга). В-третьих, они в ОГРАНИЧЕННОЙ степени пригодны для сварки на падающей ВАХ. Они действительно имеют переключатель «CC/CV» для выбора типа сварочного тока.

Когда такие компактные подающие механизмы только появились на рынке, предполагалось, что их будут использовать с уже имеющимися на рынке аппаратами на падающей ВАХ (в основном сварочными агрегатами), что позволит производителям вести сварку MIG и FCAW (т. е. сварочной проволокой). Вместо того, чтобы покупать новый аппарат на жесткой ВАХ, им пришлось бы только купить подающий механизм. Эти механизмы подачи имеют дополнительную электрику, которая замедляет изменения скорости подачи проволоки из-за присущих ВАХ перепадов напряжения и старается сделать дугу более стабильной (заметьте, что на падающей ВАХ скорость подачи проволоки больше не является константой и постоянно меняется для сохранения силы тока на одном уровне).

 

 

Рисунок 4: компактный механизм подачи проволоки

 

В действительности сварка проволокой на падающей ВАХ хорошо подходит для одних задач и не годится для других. При использовании газозащитной порошковой проволоки (FCAW-G) и в процессе MIG со струйным или импульсным струйным переносом металла дуга получается сравнительно стабильной. Но с самозащитной порошковой проволокой (FCAW-S) и в режиме MIG с переносом металла короткими замыканиями дуга очень нестабильна. Хотя для падающей ВАХ характерны сильные перепады напряжения, процессы с высоким напряжением (24В и больше), например FCAW-G и MIG со струйным переносом металла, к ним менее чувствительны. Поэтому дуга остается достаточно стабильной. Процессы с низким напряжением (22В и меньше), например, MIG с переносом металла короткими замыканиями и FCAW-S, наоборот, более чувствительны к его перепадам.  Поэтому в их случае дуга очень нестабильна и в большинстве случаев считается неприемлемой. Еще одна особенность проволоки FCAW-S на падающей ВАХ — это повышенное напряжение дуги и, как следствие, большая длина, что делает ее более уязвимой к воздействию атмосферы. Это может привести к возникновению пористости и/или резкому падению ударной вязкости наплавленного металла при низких температурах.

В заключение повторим, что жесткая вольт-амперная характеристика ВСЕГДА более предпочтительна для сварки проволокой. Поэтому при использовании универсальных подающих механизмов с источниками питания с поддержкой жесткой ВАХ, лучше выбрать именно ее, а не падающую. Хотя ток на падающей ВАХ может подойти для сварки общего назначения в режимах FCAW-G и MIG со струйным переносом металла, она не рекомендуется для ответственных работ.

Передача электроэнергии — Energy Education

Рис. 1. Линии электропередачи высокого напряжения используются для передачи электроэнергии на большие расстояния. [1]

Передача электроэнергии — это процесс доставки произведенной электроэнергии — обычно на большие расстояния — в распределительную сеть, расположенную в населенных пунктах. [2] Важной частью этого процесса являются трансформаторы, которые используются для повышения уровней напряжения, чтобы сделать возможной передачу на большие расстояния. [2]

Система передачи электроэнергии, объединенная с электростанциями, системами распределения и подстанциями, образует так называемую электрическую сеть . Сеть удовлетворяет потребности общества в электроэнергии и является тем, что передает электроэнергию от ее генерации до конечного использования. Поскольку электростанции чаще всего располагаются за пределами густонаселенных районов, система передачи должна быть достаточно большой.

Линии электропередач

Линии электропередач или линии передачи, такие как показанные на Рисунке 1, транспортируют электроэнергию с места на место.Обычно это электричество переменного тока, поэтому повышающие трансформаторы могут повышать напряжение. Это повышенное напряжение обеспечивает эффективную передачу на расстояние 500 и менее километров. Есть 3 типа линий: [3]

  • Воздушные линии имеют очень высокое напряжение, от 100 кВ до 800 кВ, и обеспечивают большую часть передачи на большие расстояния. Они должны быть высокого напряжения, чтобы минимизировать потери мощности на сопротивление.
  • Подземные линии используются для транспортировки электроэнергии через населенные пункты, под водой или почти везде, где нельзя использовать воздушные линии.Они менее распространены, чем воздушные линии из-за тепловых потерь и более высокой стоимости.
  • Линии субпередачи несут более низкое напряжение (26–69 кВ) на распределительные станции и могут быть надземными или подземными.
Рисунок 2. Карта линий электропередачи США и Канады. [4]

Снижение потерь в ЛЭП

Линии электропередач теряют мощность на сопротивление, которое представляет собой тепло, выделяемое при пропускании электрического тока через резистор. 2 \ times R [/ math]

где

  • [math] I [/ math] — ток в амперах
  • .
  • [math] R [/ math] — сопротивление в Ом.

Выше было упомянуто, что линии высокого напряжения уменьшают эту потерянную мощность.Этот факт можно объяснить, посмотрев на передаваемую мощность [математика] P_ {транс} = 1 \ умножить на V [/ математика]. По мере увеличения напряжения ток должен пропорционально уменьшаться, поскольку мощность остается постоянной. Например, если напряжение увеличивается в 100 раз, ток должен уменьшиться в 100 раз, и результирующая потеря мощности будет уменьшена на 100 2 = 10000. Однако есть предел, который является очень высоким. напряжения (2000 кВ) электричество начинает разряжаться, что приводит к большим потерям. [3] При передаче электроэнергии и в США, по оценкам EIA, около 6% электроэнергии теряется. [5]

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ligne_haute-tension.jpg
  2. 2,0 2,1 Р. Пейнтер и Б.Дж. Бойделл, «Передача и распределение электроэнергии: обзор» в журнале Introduction to Electricity , 1-е изд., Верхний Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Пирсон, 2011 г., глава 25, раздел 1, стр. 1095-1097
  3. 3,0 3,1 3,2 Р. Пейнтер и Б. Дж. Бойделл, «Линии передачи и подстанции» в книге Введение в электричество , 1-е изд., Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Пирсон, 2011, глава 25, сек. .3, стр.1102-1104
  4. ↑ EIA, Canada Week: Интегрированная электрическая сеть повышает надежность в США, Канаде. [Online], Доступно: http: // www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=8930
  5. ↑ EIA. (27 мая 2015 г.). Потери электроэнергии [Онлайн]. Доступно: http://www.eia.gov/tools/faqs/faq.cfm?id=105&t=3

Почему требуется передача высокого напряжения между подстанциями

Основной причиной передачи высокого напряжения является повышение эффективности и сохранение ее экономичности. Когда передача электроэнергии осуществляется на большие расстояния, это происходит вместе с падением напряжения из-за различных потерь, возникающих на пути.С помощью передачи высокого напряжения мы можем уменьшить эти потери, а также расходы на проводник и, следовательно, повысить эффективность передачи энергии и сохранить ее экономичность.

Инженеры-электрики во всем мире часто рассматривают такие аспекты, как напряжение, которое необходимо передать на конечную подстанцию, и расстояние, которое необходимо преодолеть, для расчета оптимального напряжения передачи.

А теперь, чтобы быть более конкретным, давайте разберемся с этим подробнее.

Почему требуется передача высокого напряжения

Сеть передачи энергии должна иметь эффективность и безопасность, соответствующую экономической эффективности.Для соответствия вышеуказанным требованиям передача электроэнергии осуществляется при высоком напряжении, чтобы достичь следующего:

  • Свести к минимуму потери мощности.
  • Минимизируйте затраты на передачу электроэнергии.

Минимизация потерь мощности

Токопроводящий путь в линии передачи обычно состоит из алюминия (Al), меди (Cu) или ее сплавов. Именно сопротивление проводника дает максимальный вклад в общие потери мощности.Возникновение потерь в линиях электропередач из-за внутреннего сопротивления проводника известно как потеря меди. Потери в меди рассчитываются как (Ток) 2 x Сопротивление, то есть I 2 R.

Соответственно, можно утверждать, что потери мощности, которые происходят в линии передачи, прямо пропорциональны току, протекающему по ней. Чем выше будет напряжение, тем меньше будет ток, и чем меньше будет ток, тем меньше будут потери мощности.

Это причина того, что линейное напряжение увеличивается для уменьшения тока (и, в конечном итоге, потерь мощности) во время передачи энергии. Если мы передадим ту же мощность при более низком напряжении на такое же расстояние, будет больше потерь мощности.

Давайте разберемся с этим лучше на нескольких примерах.

Примеры расчета потерь мощности

Предположим, что нам нужно передать 200 кВт мощности на расстояние «X» км. Внутреннее сопротивление проводника для «X» км составляет 1 Ом.Теперь мы рассчитаем и сравним потери мощности, возникающие здесь, когда указанная мощность передается при уровнях напряжения от 1000 до 10000 вольт.

Потери мощности при передаче на 1000 вольт

Как мы знаем, ток через проводник составляет:

Следовательно, потери в меди в передаче будут:

Потери мощности при передаче на 10000 вольт

Ток через проводник:

Следовательно, потери меди в передаче будут:

Сравнение потерь мощности при передаче 1000 В и 10000 В

Когда передача энергии осуществляется при более низком напряжении (1000 В ), потеря мощности составляет 40 кВт, тогда как, когда передача энергии осуществляется при более высоком напряжении (10000 В), потеря мощности составляет 0.4 кВт. Потери мощности при передаче высокого напряжения намного ниже по сравнению с передачей низкого напряжения.

Таким образом, можно сказать, что мы можем уменьшить потери мощности, передавая ту же мощность из энергосистемы на конечную подстанцию ​​с помощью передачи высокого напряжения (мощности). Снижение потерь сводит к минимуму падение напряжения и улучшает регулировку напряжения.

Минимизация затрат на передачу энергии

Размер проводника в линии передачи зависит от диапазона тока, который он должен переносить.Именно ток определяет, каким должно быть поперечное сечение проводящей линии. Если указанное количество энергии передается при более низком уровне напряжения, поперечное сечение требуемого проводника будет больше, чем поперечное сечение проводника, требуемого для передачи энергии при более высоком уровне напряжения.

Таким образом, передача энергии высокого напряжения помогает уменьшить количество необходимых проводников. Нет нужды в математике, что за счет уменьшения количества используемых проводников передача высокого напряжения снижает связанные с этим затраты.

  Также читают: 
  Гидроэлектростанция - классификация, работа и применение 
  Кабели питания для подземных работ - архитектура, применение и преимущества 
  Коэффициент мощности - треугольник мощности, типы, PFC, области применения, преимущества  

Эффективное снижение высоких напряжений питания до точного низкого напряжения

Когда относительно высокое входное напряжение 24 В или более необходимо очень точно отрегулировать до гораздо более низкого напряжения, таких как 3,3 В или меньше, с очень низким током покоя, готового решения нет.Например, если требуется эффективно запустить маломощный микроконтроллер от батарейного источника питания 24 или 48 В, обычно требуется два каскадных регулятора. И ток покоя, вероятно, будет больше, чем ток нагрузки.

Простая и недорогая схема, показанная на рисунке, будет работать с током всего лишь 75 мкА. Более того, входное напряжение ограничено только номиналом последовательного МОП-транзистора. Для обеспечения наилучшей точности (0,1%) и минимального тока (65 мкА) для U1 используется прецизионный шунтирующий источник опорного напряжения микромощности LM4041A или LM4051A.Для менее критичных приложений более дешевый LMV431B будет регулировать на уровне 0,5% при 80 мкА. Менее точные оценки также доступны по более низкой цене.

Эта схема вырабатывает строго регулируемые низкие напряжения на входах с напряжением 24 В или более, потребляя при этом ток покоя менее 75 мкА.

Операция проста. Когда применяется V IN , R1 подтягивает вентиль Q1, включая его. Когда V OUT поднимается, часть возвращается к U1, заставляя его опускать затвор.Затем U1 будет удерживать затвор Q1 при любом напряжении, необходимом для поддержания V OUT на желаемой уставке. Следовательно, соединение R2 и R3 будет поддерживаться равным опорному напряжению U1. C1 замедляет включение Q1, чтобы предотвратить перерегулирование, и должно быть как минимум в 10 раз больше емкости сток-затвор полевого транзистора. Однако его можно сделать намного больше, если требуется более медленное включение.

R1 рассчитан таким образом, чтобы наименьшее входное напряжение обеспечивало минимальный ток, необходимый U1 для регулирования.Если входное напряжение будет изменяться в очень широком диапазоне, R1 можно заменить простым двухтранзисторным источником тока, чтобы поддерживать низкий ток покоя независимо от входа.

Выходное напряжение равно 1 + (R2 / R3), умноженному на опорное напряжение 1,212 В. Поскольку опорный ток выражается в наноамперах, мы можем установить ток делителя R2-R3 равным 10 мкА и игнорировать его. Показанные значения должны давать выходное напряжение 3,315 В.

Q1 выбирается на основе максимального входного напряжения, выходного тока и рассеиваемой мощности.Для всего лишь нескольких миллиампер выходного тока будет достаточно устройства SOT-23, в то время как более крупный корпус может обеспечить несколько ампер без каких-либо других изменений схемы. При желании можно добавить резистор в цепь стока полевого транзистора, чтобы уменьшить его рассеивание. Это также ограничит ток в случае короткого замыкания на выходе.

Если используется устройство типа LM4041 или LM4051, его катод не должен превышать 10 В. Таким образом, следует использовать полевой транзистор логического уровня или низкопороговый полевой транзистор, чтобы гарантировать, что напряжение затвора будет только на несколько вольт выше выходного. .Если напряжение на затворе полевого транзистора должно быть выше 10 В, между U1 и затвором можно установить один или несколько диодов или стабилитрон без ухудшения точности. Также можно добавить стабилитрон через U1 для защиты в случае замыкания выхода на землю. Для более высоких выходных напряжений следует использовать LMV431, потому что его катод может выдерживать 35 В. Для более низких напряжений при еще более низком токе работы LM185 / 285/385 требует только 10 мкА, но его катод не может превышать 5,3 В.

Более высокое напряжение, более низкий уровень шума — Horizons

В лаборатории высокого напряжения под имитатором дождя Серен Хедтке готовится провести точный анализ поведения линий электропередач.| Изображение: Юрий Пачин, ETH High Voltage Lab

«Я был очень впечатлен, когда впервые вошел в нашу исследовательскую лабораторию: это пространство размером с спортивный зал, с генераторами высотой с 10-метровую доску для прыжков в воду и протянутыми между ними воздушными линиями электропередач. Работа здесь очень отличается от того, чтобы наклониться над электрической платой. Выглядит очень футуристично.

«Наш проект также ориентирован на будущее. Здесь, в лаборатории высокого напряжения ETH Zurich, мы изучаем один из основных инфраструктурных проектов нашего общества: как транспортировать электроэнергию по стране в ближайшие годы.Это одна из основных тем Национальной исследовательской программы «Энергетический поворот» (NRP 70), и я над этим работаю. Меня никогда не интересовала наука как таковая.

«Проблема, которую мы хотим решить, очевидна. Сеть электропередач Швейцарии исчерпала свои возможности. Уже есть частые узкие места. С одной стороны, увеличивается энергопотребление. Только представьте, что было бы, если бы абсолютно все в стране перешли на электромобили! С другой стороны, производство электроэнергии становится все более децентрализованным.Ветряные турбины, солнечные электростанции и гидроэлектростанции разбросаны по всей стране, и их электричество должно подаваться в дома людей с наименьшими потерями энергии в пути.

«Но сложно представить себе возможность построить много новых линий электропередачи, потому что население очень критически относится к ним. Вот почему мы должны получить больше от существующих линий. Нам уже известно одно возможное технологическое решение: мы могли бы перепрофилировать существующие высоковольтные линии переменного тока в гибридные маршруты, чтобы они могли одновременно передавать постоянный ток.Это уменьшило бы потери преобразования, можно было бы достичь более высокого эффективного напряжения и теоретически можно было бы увеличить емкость более чем в два раза.

Грязь, вода и царапины вызывают шум в линиях электропередач

«Но у гибридной системы есть и свои недостатки, потому что две системы могут взаимодействовать. Это может привести к более высокому уровню шума и к более мощным электрическим и магнитным полям на земле. Наша задача — свести к минимуму эти побочные эффекты передачи электроэнергии, хотя мы не можем поглотить все эффекты в одинаковой степени.Так что нужно оптимизировать. Это захватывающая задача, потому что она ставит нас на пересечение множества различных дисциплин — электротехники, физики, акустики, материаловедения и статики.

«Мы проводим многие из наших экспериментов в лаборатории, где мы можем контролировать климат. Когда школьники приходят в школу, они всегда удивляются, когда мы включаем симулятор дождя, и все внезапно начинает потрескивать. Или когда мы даем им специальные ультрафиолетовые очки ночного видения и выключаем свет, чтобы они могли видеть крошечные молнии — так называемые коронные разряды.Они являются результатом повышенного электрического поля вокруг проводника и вызваны каплями воды, грязью или даже царапинами на поверхности. Это то, что создает типичные потрескивающие звуки.

«Мы не можем смоделировать все в лаборатории. Когда дело доходит до особых погодных условий или воздействия грязи, вызванной разлетающимися по воздуху травами и пыльцой, то лучше провести исследования в полевых условиях на нашей станции в Деникене недалеко от Аарау. Там мы проложили два 35-метровых жгута проводов, на высоте десяти метров над землей.Все очень тщательно продумано. Датчики, естественно, должны быть чрезвычайно устойчивыми к атмосферным воздействиям. Мы также не можем просто подключить измерительный прибор к линии 400 кВ. Поэтому мы много работаем с радиодатчиками.

«Конечно, в принципе это все очень опасно, но мы соблюдаем очень строгие меры безопасности. Все опасные зоны оцеплены. При малейшем несоответствии система немедленно отключается. Когда нам нужно работать на мачтах или тросах, у нас есть краны и подъемные платформы, чтобы помочь нам.Никто не должен заниматься скалолазанием. И мы ни разу не попали в аварию. Даже если вы встанете прямо под линией, в лучшем случае вы почувствуете покалывание в затылке.

«Но люди, живущие рядом с ЛЭП, естественно, даже не хотят этого чувствовать. Население скептически относится к новым технологиям. Вот почему мы много работаем с социологами в NRP 70. Они исследуют принятие обществом того, что мы делаем. Мы можем быть инженерами, но знаем, что хорошее общение очень и очень важно ».

Sören Hedtke наблюдает за разрядами в высоковольтных линиях с помощью усилителя остаточного ультрафиолетового излучения. | Изображение: Юрий Пачин, ETH High Voltage Lab

Оптимизация линий электропередач

Сорен Хедтке изучал электротехнику в Техническом университете Дармштадта, где он получил степень магистра в 2014 году. С тех пор он пишет докторскую диссертацию в Институте энергосистем и технологий высокого напряжения ETH Zurich.

Записал Кристиан Вебер.

Напряжение | carlingtech.com

Электричество — это движение электронов от одного атома к другому. Поток электронов через электрический проводник называется электрическим током. Электрическое давление, необходимое для того, чтобы вызвать это движение, составляет , напряжение . Само по себе напряжение не течет по проводникам, а является силой, заставляющей течь ток (измеряемый в амперах). Напряжение также называют электрическим потенциалом, потому что, если в проводнике присутствует напряжение, существует потенциал для протекания тока.

Номинальное напряжение зависит от способности автоматического выключателя подавлять внутреннюю дугу, которая возникает при размыкании контактов автоматического выключателя. Номинальное напряжение , указанное для автоматических выключателей Carling Technologies, представляет собой максимальное напряжение , допустимое для правильной работы выключателя при номинальном токе. Carling предлагает номиналы как переменного (переменного тока), так и постоянного (постоянного) напряжения.

AC / DC

Переменный или переменный ток — это электрический ток или напряжение, которые меняют направление потока через равные промежутки времени и имеют попеременно положительные и отрицательные значения, среднее значение которых за период времени равно нулю.Количество изменений (или циклов) этого значения в секунду составляет , частота . Частота измеряется в герцах (Гц). Чем больше циклов в секунду, тем выше частота. Электрическая «сеть» в Северной Америке основана на очень стабильной частоте 60 Гц. В большинстве европейских стран используется частота 50 Гц. Все номинальные значения переменного напряжения Carling Technologies указаны как 50/60 Гц.

Постоянный или постоянный ток — это электрический ток или напряжение, которые могут иметь пульсирующие характеристики, но не меняют направление на противоположное.

Каждый автоматический выключатель Carling Technologies должен иметь максимальное номинальное напряжение переменного и / или постоянного тока, указанное на этикетке. Этот рейтинг основан на сочетании конфигурации цепи, номинального тока катушки, частоты, количества полюсов (или фазы) и требований применимых регулирующих органов. В случае многофазных / многополюсных автоматических выключателей этот номинал будет представлять максимальное линейное напряжение.

Доступны электрические столы

Кроме того, для каждой серии автоматических выключателей Carling Technologies мы предлагаем интерактивные PDF-файлы, которые содержат электрические таблицы, в которых подробно описывается взаимосвязь между всеми этими элементами.Ниже приведен пример такого электрического стола. В этом случае в таблице представлен автоматический выключатель с ручкой серии A в качестве дополнительного устройства защиты.

Используя эту таблицу, можно рассчитать:

  • Максимальный номинал для автоматического выключателя с последовательной цепью отключения, номинальным током 25 А, однофазным напряжением 50/0 Гц переменного тока будет 277 В переменного тока .
  • Максимальный номинал для автоматического выключателя с последовательной цепью отключения, номинальный ток 25 А, трехфазное напряжение 50 / 0Гц, напряжение переменного тока 250 В переменного тока
  • Максимальный номинал для автоматического выключателя с последовательной цепью отключения, номинальный ток 25 А, напряжение постоянного тока будет 80 В постоянного тока

Файлы PDF, содержащие электрические таблицы, а также другие спецификации, можно найти на странице продукта конкретной серии на этом веб-сайте.

ПРИМЕЧАНИЕ. Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть равно или превышать напряжение цепи. Номинальное напряжение автоматического выключателя может быть выше, чем напряжение в цепи, но никогда не ниже. Например, автоматический выключатель на 277 В переменного тока можно использовать в цепи 125 В переменного тока. Автоматический выключатель 125 В переменного тока нельзя использовать в цепи 277 В переменного тока.

Рейтинги

Максимальное номинальное напряжение постоянного тока автоматического выключателя

Carling Technologies варьируется от 65 В постоянного тока (серия M, серия D) до 80 В постоянного тока (серия A, серия B, серия C) до 125 В постоянного тока (серия C UL489, серия E, F-серия).Максимальное номинальное напряжение переменного тока варьируется от 240 В переменного тока (серия C UL489) ​​до 250 В переменного тока (серия M) до 277 В переменного тока (серия A, серия B) до 480 В переменного тока (серия C, серия D) до 600 В переменного тока (серия E, F -Ряд).

Как параметры тока, напряжения и мощности влияют на SDS-PAGE

Если вы новичок в вестерн-блоттинге или впервые пробуете новый протокол, вам необходимо оптимизировать условия электрофореза.

Во время вестерн-блоттинга применяется электрический ток дважды: во время начального этапа «бега» (SDS-PAGE) и во время этапа переноса (иногда называемого этапом «блоттинга»).Оптимизировать каждый этап необходимо независимо, так как каждый может повлиять на конечный результат. Здесь мы изложили некоторые основные принципы оптимизации первого шага — SDS-PAGE.

В чем разница между постоянным током, постоянным напряжением и постоянной мощностью?

Поскольку условия геля, буфера и образца могут изменяться во время этапов электрофореза, большинство современных блоков питания предлагают множество вариантов для поддержания постоянного напряжения, постоянного тока (амперы) и постоянной мощности (ватты).Перед тем, как перейти к некоторым рекомендуемым настройкам, кратко освежим основы электрических схем:

Напряжение (В) — разница электрических потенциалов между двумя зарядами — является основным параметром для определения скорости, с которой ваш белок будет перемещаться через гель во время SDS-PAGE. Если вы думаете об электричестве как о водонапорной башне, напряжение — это давление воды, создаваемое путем размещения воды на некоторой высоте. Чем выше напряжение, тем выше электрическое «давление» и тем быстрее будут работать ваши белки.

Ток (I) относится к потоку электрического заряда через точку в цепи. Используя ту же аналогию с водой, что и выше, ток — это скорость, с которой вода течет по трубе.

Мощность (P) — обычно определяется как работа, выполненная за единицу времени — просто равна напряжению, умноженному на ток, что можно записать как таковое:

P = I x V

Еще одним параметром, который следует учитывать, является сопротивление (R), которое (как следует из названия) является мерой того, насколько трудно заряду проходить через проводник.При вестерн-блоттинге сопротивление — это мера того, насколько эффективно ионы в вашем SDS-PAGE буфере позволяют заряду «течь» через гель.

Сопротивление связано с напряжением и током по закону Ома:

V = I x R

Как тепло влияет на условия SDS-PAGE?

Heat — палка о двух концах, когда дело касается SDS-PAGE.

С одной стороны, некоторое нагревание полезно для помощи в денатурировании белков, которые, возможно, не прошли полную реакцию во время подготовки образца.

Однако слишком большое количество тепла приведет к расширению акриламидных гелей, что может привести к неравномерному движению полос (иногда называемых «улыбающимися» полосами) или, что еще хуже, сделать гель непригодным для использования на этапе переноса.

Производство тепла, измеряемое в Джоулях, прямо пропорционально потребляемой мощности и, следовательно, зависит от тока и напряжения. Чем выше значение любого параметра, тем выше температура буфера и геля.

По мере того, как электролиты в вашем рабочем буфере расходуются, сопротивление, естественно, имеет тенденцию к увеличению.Это увеличение может косвенно увеличить производство тепла при настройке постоянного тока, поскольку напряжение должно увеличиваться пропорционально.

И наоборот, при постоянном напряжении тепло будет оставаться на более высоком уровне, поскольку увеличение сопротивления приводит к уменьшению тока.

Соответствующие преимущества и недостатки каждой настройки относительно нагрева описаны ниже:

Преимущество Недостаток
Постоянный ток Может потребоваться меньший мониторинг, поскольку время, необходимое для завершения цикла, будет одинаковым для нескольких гелей Напряжение (и тепло) будет иметь тенденцию увеличиваться позже во время бега, вызывая «улыбающиеся полосы» или искривленные гели.
Постоянное напряжение Ток будет уменьшаться по мере выполнения цикла, что ограничивает выработку тепла Миграция замедлится в конце выполнения, что может потребовать корректировки времени выполнения
Постоянная мощность Может ограничивать выделение тепла при сохранении более постоянной скорости миграции Мощность — это произведение двух переменных, напряжения и тока, поэтому «постоянные» условия трудно определить


Общие рекомендации для условий SDS-PAGE

Каждый протокол и эксперимент индивидуальны, но есть несколько общих рекомендаций по запуску оптимизации SDS-PAGE.

  1. Медленный старт. Независимо от того, используете ли вы укладывающий гель или другой градиентный акриламидный гель, лучше начинать SDS-PAGE при низком напряжении или токе, чтобы белки выровнялись в геле. Этот шаг должен занять около 30 минут при 50-60 В.
  2. Чем больше гель, тем выше напряжение. Как только ваши белки окажутся на рассасывающемся геле, вы можете увеличить напряжение. Одно из практических правил — установите напряжение примерно 5-15 В на сантиметр геля. Маленькие гели будут работать ближе к 100 В, а большие гели могут приблизиться к 300 В.Время для этого шага будет варьироваться от 45 минут до 2 часов.
  3. При использовании постоянного тока сохраняйте прохладу. Как обсуждалось выше, установка постоянного тока является хорошим вариантом для сохранения согласованности по времени, но может привести к увеличению выработки тепла. Подумайте о том, чтобы погрузить корпус SDS-PAGE в ледяную баню при 4 ° C или хранить его в холодной комнате, чтобы ограничить деформацию геля.
  4. Будьте бдительны. Как и в любом эксперименте, что-то может (и часто происходит) пойти не так.Но если вы обнаружите ошибки достаточно рано, вы все равно можете спасти эксперимент. Нередко можно увидеть значительные колебания значений в начале пробежки, когда белки «оседают», так что не просто щелкайте выключателем и уходите! И не забудьте использовать лестницы и элементы управления загрузкой, чтобы визуализировать продвижение ваших белков через гель.
  5. Если есть сомнения, вернитесь к началу. Концентрация вашего акриламидного геля играет важную роль в определении того, как долго и при каких условиях ваши белки должны мигрировать.Если у вас постоянно возникают проблемы с устранением полос, подумайте о повышении или понижении концентрации по мере необходимости.

Чем выше напряжение, тем меньше ток? — MVOrganizing

Более высокое напряжение означает меньший ток?

Передача высокого напряжения сводит к минимуму потери мощности при перетекании электричества из одного места в другое. Чем выше напряжение, тем меньше ток. Чем меньше ток, тем меньше потери сопротивления в проводниках. А когда потери сопротивления малы, потери энергии также малы.

Чем выше напряжение, тем меньше ток?

Как правило, увеличение напряжения на практике также приводит к увеличению силы тока. Однако повышение вольт не всегда сопровождает увеличение ампер. Примером может служить использование трансформатора для повышения напряжения, в результате чего сила тока может только уменьшаться.

Что произойдет, если сила тока будет слишком высокой?

Ваш компьютер будет потреблять больше энергии в виде большей силы тока, когда он много работает, чем когда он не работает.Если по какой-либо причине ваш новый блок питания имеет меньшую максимальную номинальную силу тока, чем требуется, вы можете сгореть или перегреть блок питания, а само устройство может перестать работать.

Чем выше напряжение, тем больше мощность?

Зависит от схемы. Существует три показателя «Электричество», напряжение (разность потенциалов — вольт), ток (скорость потока заряда — ампер или кулон в секунду) и мощность (скорость, с которой выполняется работа — ватт или джоули в секунду).Чем выше мощность, тем выше мощность.

Ватт зависит от напряжения?

что определяет мощность? Все зависит от того, о каком устройстве вы говорите. Некоторые устройства могут иметь ограничение мощности (мощности), отличное от их ограничений по напряжению или току.

Высокое напряжение лучше сильного тока?

Более высокое напряжение часто используется для передачи больших объемов энергии на большие расстояния, в частности, потому, что ток ниже и меньше потерь в системе передачи (например, в коммунальной электросети).Но иногда более эффективно использовать более низкое напряжение и более высокий ток.

Ампер или вольт опаснее?

Электрический ток в 1000 вольт не более смертоносен, чем ток в 100 вольт, но крошечные изменения силы тока могут означать разницу между жизнью и смертью, когда человек получает электрический шок.

Сколько ампер в электрошокере?

TASER имеют ток 2 миллиампер, и требуется не менее 1000 миллиампер — 1 ампер — для повреждения мышц, нервов и сердца.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *