Какие бывают токи: Какие существуют токи (электрические). Виды тока (постоянный и переменный), их особенности.

Содержание

Какие существуют токи (электрические). Виды тока (постоянный и переменный), их особенности.

Многие должны были слышать, что электрический ток бывает разный (постоянный, переменный). Те, кто особо не знаком с темой электрики и электроники порой могут путаться в типах тока, когда подают электрическую энергию на то или иное электрооборудование. Для одних устройств нужно именно постоянное напряжение (ток), другие же питаются только от переменного. Поскольку эти виды тока принципиально разные, то ошибка при подаче питания может привести к не работе (в лучшем случае), а в худшем варианте просто вывести электрооборудование из строя.

Итак, напомню, что электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрически заряженных частиц (электронов) вдоль проводника. То есть, это простое, однонаправленное перемещение очень маленьких частичек (с огромной скоростью) внутри электрических проводников (в большинстве случаев металлов — медь, алюминий, серебро, золото и различных сплавов, хорошо проводящих ток).

 

Само же движение возникает по причине появления определённой разности электрических потенциалов, называемое напряжением. У электрического источника имеются два полюса, положительный (где сосредотачивается положительный заряд некой величины) и отрицательный (где сосредотачивается отрицательный заряд). Если нет замкнутой цепи между полюсами, то имеется только напряжение (стремление зарядов перейти на противоположный полюс). Как только цепь замыкается, появляется путь для прохождения зарядов в виде электрического проводника, то заряды стремительно начинают своё движение, что и создают их ТОК в проводнике.

Основных видов электрического тока существует два — постоянный и переменный (импульсный, это частичный случай переменного). Постоянный ток — это, не что иное как простое однонаправленное перемещение электрических зарядов в одну сторону. От одного полюса к другому без изменения направления во времени. На деле в твёрдых веществах (проводниках) электрический ток течет от минуса к плюсу (происходит перемещение отрицательных зарядов, электронов). В жидких и газообразных средах постоянный ток бежит, наоборот, от плюса к минусу (движение ионов, положительно заряженных частиц). В теоретической области было принято считать, что постоянный электрический ток всегда течет от плюса к минусу (при работе с принципиальными электрическими схемами).

Постоянный ток имеет постоянную величину своего напряжения (обычно наиболее используемые величины 3, 5, 6, 9, 12, 24 вольт). При работе его величина может изменяться всего на несколько процентов, по причине падения напряжения при динамической работе самой нагрузки (к примеру, постоянный электродвигатель, который может иметь плавающую механическую нагрузку на своём вале, ну и т.д.). Для постоянного напряжения (точнее электрических схем, работающие на постоянном типе тока) важно оставаться неизменным. Если схема рассчитана на постоянное напряжение 12 вольт, то и подаваться на неё должно строго 12 вольт с небольшим отклонением в несколько процентов. Для обеспечения этого используются различные решения начиная от правильно подобранных электрических деталей, компонентов, и заканчивая всевозможными электрическими, электронными схемами различных стабилизаторов, фильтров и т.д.

Постоянный ток имеет как свои достоинства, так и свои недостатки. Иначе бы использовался только этот тип электрического тока! Практически все электронные схемы нуждаются в питании именно постоянным током. Сам принцип действия и работа электронных элементов основан на этом виде тока. Также электрические аккумуляторы могут работать только с постоянным током, ну и т.д. Основным недостатком этого вида электротока является плохая передача электроэнергии на значительные расстояния (возникают большие потери). Кроме этого для его преобразования нужны более сложные электрические устройства.

Переменный электрический ток представляет собой упорядоченное, плавно изменяющееся (синусоидальное) движение электрических зарядов вдоль проводника, которое периодически меняет свои полюса. Наиболее распространённой частотой переменного тока является 50 Герц. То есть, за одну секунду направление тока в электрической цепи меняется с плюса на минус и наоборот аж 50 раз. Хотя это считается ещё и низкой частотой. Переменный ток может быть однофазным (используются 2 провода и напряжение между ними 220 вольт) или же трёхфазным (используются 3 фазных провода, напряжение между двумя любыми из них 380 вольт и один нулевой).

Переменный вид тока легко преобразуется и передается на большие расстояния с минимальными потерями на самой линии электропередач. Наиболее используемые величины переменного напряжения, от которых питаются конкретные электроприборы, это 220 вольт (напряжение для бытового использования населением) и 380 вольт (для промышленного использования, где важны именно 3 фазы). Для того, чтобы получить из одной величины тока или напряжения другую величину обычно применяют всего одно устройство, которое называется силовым трансформатором. На его вход подают одни значения напряжения или тока, а на выходе получают другие, более высокие или низкие.

P.S. Частным случаем переменного электрического тока можно считать импульсный ток, который может иметь различную форму, отличной от обычной синусоидальной. Данный вид электрического тока обычно используют в различной цифровой технике, в области электроники.

типы проводников электрического тока, характеристики

Открытия, которые связаны с электричеством, существенно поменяли жизнь современного человека. Применяя электроток в качестве источника энергии, удалось сделать технологический прорыв, облегчивший существование человечества. На сегодняшний день электричество приводит в действие токарные станки, авто, роботизированную технику, предоставляет связь. В связи с этим важно понять, какие бывают виды тока и принцип их действия.

Что это такое

Электроток — направленное передвижение электрическим полем заряженных элементов. Носители зарядов металлопроводников — электроны, а кислотных и солевых растворов — ионы. Полупроводниковые носители зарядов именуются электронами и «дырками».

Электрический ток

Чтобы ток существовал, требуется постоянно поддерживать электрополе. Должна быть разница потенциалов, которая поддерживает само поле. Пока такие условия не будут выполнены, заряды упорядоченно перемещаются по замкнутой электроцепи.

Подобные условия возможно создать, к примеру, посредством электрофорной машины. Когда 2 диска вращаются в обратных направлениях, они заряжаются разноименными зарядами. На щётках, которые прилегают к дискам, возникает разница потенциалов. Соединяя контакты, частицы начинают перемещаться упорядоченно. В такой ситуации машина становится электрическим источником.

Что представляет собой ток 

Характеристики

Исследовав электрический ток и его ключевые характеристики, возможно понять принцип его функционирования. Главными величинами электрической энергии являются напряжение, сила и сопротивление.

Сила и плотность тока

Чтобы описать характеристики электричества, зачастую применяют термин «сила тока». Он определяет интенсивность перемещения зарядов, которые проходят сквозь поперечное сечение проводника.

Плотность тока является векторной величиной. Вектор направляется в сторону движения положительно заряженных зарядов. Его модуль равняется соотношению силы электротока на определенном перпендикулярном по направлению перемещения зарядов сечении проводника к его площади. Измерение происходит в амперах на метр.

Плотность тока

Мощность

Электрические силы осуществляют работу против активного и реактивного сопротивления. На пассивных работах будет преобразовываться в теплоэнергию. Производительностью называется работа, которая выполнена за 1 врем. ед. Относительно электричества применяется понятие «мощность теплопотерь». Мощность теплопотерь проводника равняется силе тока, которая умножена на напряжение. Измеряется мощность в ваттах.

Мощность

Частота

Ток характеризует частота. Такой параметр покажет, как за врем. ед. меняется число колебаний. Частота измеряется в герцах. Обычная промышленная частота составит 50 Гц.

Частота

Ток смещения

Такой термин был введен для комфорта, хотя в привычном понимании его не назовешь током, поскольку нет переноса заряда. Интенсивность электромагнитного поля находится в зависимости от токопроводимости и смещения.

Токи смещения возможно увидеть в конденсаторе. Невзирая на то, что во время зарядки и разрядки меж обкладок конденсатора не перемещается заряд, ток смещения будет протекать сквозь конденсатор и замыкать электроцепь.

Ток смещения

Как работает

Условия существования электротока предполагают действие заряженных частиц, проводника и напряжения. Большинство специалистов исследовали электричество и установили, что есть 2 его разновидности: статическая и текущая.

Непосредственно текущая имеет важное значение в ежедневной жизни каждого человека, поскольку является электротоком, проходящим через электроцепь. Человек каждый день использует его, чтобы питать дома и др.

Типы проводников

Процессы образования электротока в разных средах отличаются определенными особенностями:

  • В металлах заряд перемещается свободными отрицательными частицами — электронами. Само вещество не переносится — ионы металла останутся в узлах кристаллической решетки. В процессе нагрева хаотичные колебания ионов усилятся, что препятствует упорядоченному передвижению электронов.
  • В жидкостях заряд перемещают ионы, формирование которых вызывает электролитическая диссоциация. Упорядоченное передвижение в такой ситуации является их перемещением к противоположно заряженным электродам, где они будут нейтрализованы и осядут.
  • В газах под воздействием разницы потенциалов формируется плазма. Заряженные частицы — ионы, положительные и отрицательные, и свободные электроны, которые формируются под действием ионизатора.
  • В вакууме электроток присутствует как электроны, движущиеся от катода к аноду.
  • В полупроводниках будут участвовать электроны, которые перемещаются от 1 атома к 2, и формируются вакантные участки — дырки, считающиеся плюсовыми.

При невысокой температуре полупроводники приблизятся по качествам к изоляторам. В процессе повышения температурных показателей валентные электроны получат необходимую, чтобы разорвать связи, энергию и станут свободными. С увеличением температуры улучшается проводимость полупроводника.

Важно! Положительно заряженные ионы направляются к отрицательному электроду, отрицательные ионы — к плюсовому. Во время увеличения температурных показателей проводимость электролита возрастет, поскольку увеличивается количество разложившихся на ионы молекул.

Проводники тока

Виды

По типу генерации и характеристикам электроток бывает постоянным и переменным. Постоянный является таковым, который не обладает своим направлением. Он будет течь в любом случае в одну сторону. Переменный время от времени изменяет направленность. Таковым считается любой ток, помимо постоянного. Когда мгновенные показатели повторятся в той же последовательности спустя одинаковые временные интервалы, то подобный электрический ток называется периодическим.

Постоянный

Рассматриваемый ток тот, который на протяжении определенного временного промежутка не изменит собственной величине и направлению. Довольно часто постоянным считают пульсирующий электроток. Он отливается тем, что одинаковое число зарядов регулярно сменяются между собой в одну сторону.

Важно! В процессе определения направления бывают разбежности. Когда электроток формируется передвижением положительных частиц, то направление будет соответствовать перемещению частиц. Когда он сформирован передвижением отрицательных частиц, то направление считается противоположным движению частиц.

Основным достоинством станет то, что его возможно накопить. Делается это собственноручно, с помощью аккумуляторов либо конденсаторов.

Постоянный ток

Переменный

Для понимания сущности переменного электротока требуется представить синусоиду. Непосредственно она наилучшим образом сможет охарактеризовать изменения в постоянном токе. Переменный электроток постоянно изменяет собственную полярность. Во время одного интервала он положительный, других отрицательный. Для него немаловажным фактором станет скорость смены полярности (частота).

Большинство техники функционирует на переменном токе отличных частот. Благодаря изменениям в частоте возможно менять скорость вращения мотора.

Важно! Увидеть наглядный пример возможно, осмотрев обыкновенную лампу. В частности это заметно на некачественной диодной лампочке. В процессе функционирования на постоянном электротоке они будут гореть равномерным светом, а на переменном еле уловимо мерцать.

Переменный ток

Источники тока

Первоисточниками электроэнергии, которые нашли применение на практике, стали гальванические элементы. После усовершенствования они используются и сегодня. Их применяют для энергопитания дистанционных пультов, электронных часов, устройств для детей и различных приборов. С появлением генераторов переменного тока электроэнергия стала использоваться еще интенсивнее. В связи с этим, следует ознакомиться с основными типами источников тока.

Механические источники

В них преобразуется механическая энергия в электричество. Процесс происходит в спецустройствах — генераторах. Главными из них считаются турбогенераторы, где электромашина будет приведена в действие с помощью газового либо парового потока, и гидрогенераторы, которые преобразуют энергию воды в электричество. Основная часть электрической энергии на планете производят непосредственно механические преобразователи.

Механические источники

Тепловые источники

Тут происходит преобразование теплоэнергии в электрическую. Появление электротока обусловливается разницей температурных показателей 2 пар контактирующих металлов. В такой ситуации заряженные частицы перемещаются в сторону холодного участка. Величина электротока будет зависеть непосредственно от температурной разницы: чем она выше, тем сильнее ток. Термопары из полупроводников дают термоэдс выше, чем биметаллические, потому они используются для изготовления источников электротока. Термопары из металла применяют только, чтобы измерять температурные показатели.

Тепловые источники

Световые источники

Когда начала развиваться физика полупроводников, стали появляться новые токоисточники — солнечные аккумуляторы, где световая энергия будет преобразовываться в электрическую. Они используют качество полупроводников выдачи напряжения во время действии на них светопотока. В частности такой эффект заметен в полупроводниках из кремния. Однако коэффициент полезного действия подобных элементов не превысит 15%. Солнечные аккумуляторы нашли свое применение в космической сфере, в бытовой. Стоимость на данные источники энергопитания регулярно уменьшается, однако по-прежнему высока.

Световые источники

Химические источники

Их возможно разделить на несколько групп:

  • Гальванические;
  • Аккумуляторы;
  • Тепловые.

Гальванические функционируют благодаря взаимодействию 2 различных металлов, которые помещены в электролит. В виде пар металлов и электролита выступают различные химэлементы и соединения. Это определяет разновидность и параметры элемента.

Важно! Гальванические элементы применяются лишь 1 раз, когда разрядятся их не удастся восстановить.

Дешевизна материалов и простота производства аккумуляторов делает их наиболее дешевыми из доступных. Однако по параметрам они существенно уступят щелочным и литиевым.

Химические источники

 

Тепловые выступают в качестве источников резервного энергопитания. Они обладают отличными характеристиками по удельной плотности электротока, однако отличаются непродолжительным сроком эксплуатации (до 60 минут). Используются преимущественно в космической отрасли, где требуются точность и кратковременное функционирование.

Как правильно применяются

Вне зависимости от принципа функционирования какого-либо источника электротока, в каждом из разделяются электрозаряды физ.тел. Происходит преобразование какой-либо разновидности энергии в электричество.

Такая энергия в технике применяется повсюду. В любом жилище возможно отыскать быттехнику, существенно облегчающую ведение хозяйства. Помимо этого, предотвращается появление пыли, копоти и других неприятных эффектов использования плит и прочих приборов, актуальных до возникновения электричества.

В промышленной сфере электрическая энергия имеет важную роль. Использование тока дает возможность существенно уменьшить траты, так как такой тип энергии дешевле горючего.

Меры безопасности

Главным правилом безопасности во время работы с токами станет то, что перед любыми действиями требуется обесточить электросеть. В процессе работ также необходимо следовать таким рекомендациям:

  • Запрещено ремонтировать включенное в электросеть приспособление.
  • При осуществлении работ на электрощитке должно присутствовать предупреждение.
  • Работа с высоким напряжением допустимо лишь с помощником.
  • Требуется наблюдать за изоляцией каждого провода и контролировать заземление.

Напряжение свыше 24 вольт будет опасно для жизни. Во время работы с напряжением больше данного параметра требуется спецдопуск. При работах необходимо пользоваться специнструментами с повышенным уровнем защиты.

Правила безопасности

Использование электротока разнообразно, так как без него нельзя представить сегодня жизнь. Необходимо понять принципы его функционирования для направления электроэнергии в правильное русло. Электроток течет по законам физики, используемым для создания разнообразных приспособлений. Чтобы грамотно использовать его, требуется ознакомиться с основными электровеличинами.

Электротерапия

Электротерапия (электролечение) – применение c целью лечения и профилактики  заболеваний с помощью электрических токов, электрических и электромагнитных полей  различных параметров. 

Методы диагностики и лечения

Все это актуально при  различного  рода  болях:

  • в суставах,
  • в позвоночнике,
  • в мышечных болях,
  • при невралгиях и радикулитах.

Процедуры на аппарате BTL-vac:
Диагнозы:
— m Burger, акроцианоз, невралгия.
— m Osgood — Schalatter
— m Raynaud
— акроцианоз
— альгодистрофический синдром — нижние конечности
— анкилозирующий спондилоартрит
— артериит(верхних конечностей)
— артериит (нижних конечностей)
— артроз отечный
— ахилиодиния
— велленесс
— гемартроз
— гемотома — острая
— герпес опоясывающий лишай — невралгия
— гипотония мышц
— дисменорея
— Дюпюитрена контрактура
— Затылочная невралгия
— Комплексный региональный болевой синдром
— лимфатический стек
— люмбалгия(оль внизу спины)
— миалгия
— мочевой пузырь атонический
— невралгия
— невропатия
— недержание мочи
— острый артроз
— острый бурсит
— парастезия
— подострый тендовагинит
— послеоперационная боль
— послеоперационная гипотания мышц
— радиальный эпикандилит
— разрыв мышцы
— растяжение, контузия, затвердевание, острый, подострый
— ревматический артериит
— скалиоз
— смешанный тип недержания мочи
— сокращение мышц
— спастика
— спастическая обстипация
— стрессовое недержание мочи
— тонизация мышц «tonicum»
— тонизация мышц «phasicum»
— тригерные точки
— ургентное недержание мочи
— хронический артроз
— хронический тендовагинит
— эпикондилит (билатеральный)

1) Гальванизация (без лекарства) — противовосполительное действие, улучшающее кровообращение, снимающее спазмы
2) Электрофорез (гальванизация с лекарствами) — противовосполительное действие, улучшающее кровообращение, снимающее спазмы
3) Ампилпульс (ТЭНС)(СМТ) — без лекарства; улучшает кровообращение, снимает спазмы. При увеличении силы тока — действие стимуляции при таблетированных абортах
4) Ампилпульс (ТЭНС)(СМТ-форез) — с лекарственными припаратами. Противовоспалительное действие, аналгизирующее действие, регенерирующее действие, рассасывающее действие
5) Диадинамические токи (ДДТ — токи Бернара) — без лекарства; улучшает кровообращение, снимает спазмы. При увеличении силы тока — действие стимуляции при таблетированных абортах
6) Диадинамические токи (ДДТ — токи Бернара) — с лекарственными припаратами. Противовоспалительное действие, аналгизирующее действие, регенерирующее действие, рассасывающее действие

Ток низкой частоты

Ток низкой частоты в качестве лечебного средства применяется для раздражения тканей (электрораздражающая терапия). Также можно использовать электростимуляцию — метод воздействия на ослабленные мышцы с помощью электрического тока низкой частоты. Электростимуляция вызывает повторяющиеся непроизвольные сокращения мышц, что способствует их укреплению и препятствует развитию атрофии мышц. Показания к применению электротерапии током низкой частоты:

  • Болезненные состояния чувствительных нервов, мышц и суставов (например, невралгии седалищного и лицевого нерва, боль в затылке, люмбаго, боль в плечевом суставе).
  • Мышечная напряженность, мышечная слабость.
  • Нарушения кровообращения в конечностях и нарушения кровообращения во внутренних органах.
  • Стимуляция нервной системы и мышц.

Ток низкой частоты используется в качестве защитного средства от такого опасного заболевания, как тромбообразование, что особенно важно для лежачих или послеоперационых больных. Действие постоянного тока низкой частоты усиливается, если прокладку под электродом смачивать раствором лекарственного вещества, которое током вводится в ткани через кожу и оказывает присущее ему положительное действие на организм пациента. Преимущества такого воздействия в том, что в определенном месте получают большую концентрацию лекарства. Этот метод называется лекарственным электрофорезом. Ток низкой частоты может использоваться для т. н. электрических ванн: пациент находится в ванне с теплой водой, в которую погружены электроды.

Ток средней частоты

Электролечение током средней частоты — это интерференция двухчастотного переменного тока. Этот метод еще называется интерференционной терапией.

Во время процедуры продолжительностью 10-20 минут на тело пациента накладывают 4 электрода (для перекрестного движения тока). Прибор необходимо установить так, чтобы пациент ощущал легкое, приятное щекотание. Ток средней частоты действует несколько сильнее, чем ток низкой частоты. При его применении быстрее достигается обезболивающий эффект, кровообращение становится интенсивнее, более эффективной в этом случае бывает и резорбция. Этот метод также используется для раздражения тканей тела. Показания к применению данного метода лечения — мышечные боли, боль, вызванная дегенеративными заболеваниями позвоночника, боль в плечевом суставе, ушибы, травмы, вывихи, растяжения, а также плохо заживающие переломы костей.

Ток высокой частоты

Лечение током высокой частоты подразделяют на коротковолновую, дециметровую и микроволновую терапию.

При коротковолновой терапии (также как при использовании тока низкой частоты) по телу человека проходит электрический ток. Между тем, при использовании дециметровой и микроволновой терапии на тело пациента действует излучаемая электрическая энергия. В этом случае нет необходимости прикреплять электрод на теле пациента, достаточно на человека направить специальный излучатель. При электротерапии током высокой частоты получаемая глубинная теплота может использоваться для усиления кровообращения в глублежаших слоях тканей и внутренних органах, а также для уменьшения воспалительного процесса и расслабления.

Электрический ток высокой частоты запрещается применять пациентам с имплантантами (например, кардиостимулятором или другими металлическими предметами в их теле) во избежание электротравмы.

Аппарат BTL -5000 Puls, которым оснащена наша клиника генерирует полный спектр низко- и среднечастотных токов и их модификаций (гальванический ток, диадинамические токи, фарадические, неофарадические токи, русская стимуляция (токи Котца), стимулирующие импульсы, комбинированные импульсы, токи Leduc, спастическая стимуляция, высоковольтная терапия (HVT) и многие другие,  а также оснащен всеми необходимыми функциями, которые отражают последние достижения в электротерапии.

Электрический ток


Еще в 18 веке было доказано, что электрический ток способен оказывать сильное негативное влияние на человеческий организм. Но только спустя около века были сделаны первые описания электротравм, получаемых от воздействия постоянного тока (1863 г.) и переменного (1882 г.).

Что такое электротравма и электротравматизм?

Электротравма – повреждение человеческого организма электрическим током (электрической дугой).

Явление электротравматизма объясняется последовательностью следующих особенностей: в организме человека, случайно оказавшегося под воздействием напряжения, возникает защитная реакция. Иными словами, противостояние электрическому току начинает происходить в момент его непосредственного протекания через наше тело. В таких ситуациях происходит непросто сильное воздействие токов на организм человека, но и нарушение кровообращения, дыхания, сердечно-сосудистой и нервной системы и т. п.

Электротравму предугадать нелегко, поскольку ее получение происходит не только при непосредственном контакте с токоведущими элементами, но и при взаимодействии с электрической дугой и шаговым напряжением.

Электротравматизм хоть и случается реже других видов производственных травм, но при этом находится на первых местах среди тех повреждений, которые оцениваются тяжелыми и приводящими к летальному исходу. Наибольший процент травм, вызванных влиянием электрического тока, происходит в процессе работы на электрических установках высокого напряжения (до 1000 В). Главной причиной электротравм служит частое использование именно таких типов электрических установок, а также недостаточная квалификация работников. Безусловно, существуют агрегаты с более высоким показателем напряжения (свыше 1000 В), но, как ни странно, в их эксплуатации поражения током редки. Такая закономерность объясняется высоким профессионализмом и компетентностью обслуживающего высоковольтные установки персонала.

Самыми распространенными причинами поражения током являются:

  • прямой телесный контакт с неизолированными токоведущими частями;
  • прикосновение к деталям электрического оборудования, изготовленным из металла;
  • прикосновение к неметаллическим элементам, находящимся под сильным напряжением;
  • взаимодействие с током шагового напряжения или с электрической дугой.

Классификация поражений электрическим током

Воздействие электрического тока при протекании через человеческий организм бывает термическим, электролитическим и биологическим.

    • Термическое воздействие – сильный нагрев тканей, что нередко сопровождается ожогами.
    • Электролитическое воздействие – разложение органических жидкостей, к которым относится и кровь.
    • Биологическое воздействие – нарушение биоэлектрических процессов, раздражение и возбуждение живых тканей, частое и беспорядочное сокращение мышц.

Поражения электротоком делятся на два основных вида:

  • Электротравмы – локальные поражения тканей или органов (ожоги, знаки, электрометаллизация).
    • Электрический ожог – итог сильного нагрева током (свыше одного ампера) тканей человека. Ожог, поражающий только кожный покров, называется поверхностным; повреждающий глубокие ткани тела является внутренним. Также электрические ожоги делятся по принципу возникновения: контактные, дуговые, смешанные.
    • Электрический знак внешне выглядит как серое или бледно-желтое пятно, напоминающее мозоль. Возникает данная травма в области контакта с токоведущим элементом. В основном, знаки не сопровождаются сильной болью и по прошествии небольшого количества времени сходят.
    • Электрометаллизация – явление, при котором кожа человека пропитывается металлическими микрочастицами. Это происходит в момент, когда металл под влиянием тока испаряется и разбрызгивается. Пораженная кожа приобретает цвет, соответствующий проникшим соединениям металла, и становится шероховатой. Процесс электрометаллизации не опасен, а эффект после него по истечении некоторого времени пропадает аналогично электрическим знакам. Куда более серьезные последствия имеет металлизация органов зрения.

Помимо ожогов, знаков и электрометаллизации в число электротравм также входит электроофтальмия и различные механические повреждения. Последние являются итогом непроизвольных сокращений мышц в момент протекания тока. К ним относятся сильные разрывы кожного покрова, кровеносных сосудов, нервов, а также вывихи и переломы. Электроофтальмия – явление, представляющее собой сильное воспаление глазных яблок после воздействия УФ-лучей электрической дуги.


  • Электрический удар выражается в форме сильного возбуждения живых тканей после воздействия на них электрического тока. Как правило, данное явление сопровождается беспорядочным судорожным сокращением мышц. Исход электроударов бывает разным, на основе чего они и делятся на пять видов:
    • без потери сознания;
    • с потерей сознания, сопровождающееся нарушением функционирования сердца и дыхания;
    • с потерей сознания, но без сбоев в работе сердечно-сосудистой системы и без нарушения дыхания;
    • клиническая смерть;
    • электрический шок.

Два последних вида стоит рассмотреть более подробно.

Клиническая смерть иначе называется также «мнимой» смертью, характеризующаяся длительностью в 6-8 минут. Данное явление считается переходным состоянием от жизни к смерти, которое сопровождается прекращением работы сердца и приостановлением дыхания. По прошествии вышеуказанного периода времени начинается необратимый процесс гибели клеток коры головного мозга, что заканчивается биологической смертью. 

Распознать мнимую смерть можно по следующим признакам:

    • фибрилляция сердца (т.е. разрозненное сокращение его мышечных волокон, сопровождающееся нарушением синхронной деятельности и насосной функции) или его полная остановка;
    • отсутствие пульса и дыхания;
    • синеватый цвет кожи;
    • расширенные зрачки без реагирования на свет, как следствие недостатка кислорода в коре головного мозга.

Электрический шок представляет собой тяжелую нервнорефлекторную реакцию человеческого организма на воздействие тока. Данное явление сопровождается сильными расстройствами дыхания, функционирования кровеносной и нервной системы и др.

Организм моментально реагирует на влияние электрического тока, вступая в фазу сильного возбуждения. В этот период происходит полная реакция на причинение боли, сопровождающаяся повышением артериального давления и другими процессами. Фаза возбуждения сменяется фазой торможения, которой свойственно истощение нервной системы, слабое дыхание, попеременное падение и учащение пульса, снижение артериального давления. Все перечисленные признаки приводят организм в состояние глубокой депрессии. Электрический шок может длиться как несколько десятков минут, так и несколько суток. Итог может быть полярно разным: либо полное выздоровление, либо необратимая биологическая смерть.


Предельные значения действия тока на человека

От показателя силы тока напрямую зависит его влияние на организм человека:

  • 0,6-1,5 мА при переменном токе (50Гц) и 5-7 мА при постоянном токе – ощутимый ток;
  • 10-15 мА при переменном токе (50Гц) и 50-80 мА при постоянном токе – не отпускающий ток, который в момент прохождения через организм провоцирует сильные судорожные сокращения мышц той руки, которая сжимает проводник;
  • 100 мА при переменном (50Гц) и 300 мА при постоянном токе – фибрилляционный ток, который приводит к фибрилляции сердца.
Влияние различных факторов на степень воздействия тока

Итог влияния электрического тока на организм человека также напрямую зависит от следующих факторов:

  • длительность протекания тока. То есть, чем дольше человек находился под воздействием, тем выше опасность и серьезней нанесенные травмы;
  • специфические особенности каждого организма в данный момент: масса тела, физическое развитие, состояние нервной системы, наличие каких-либо заболеваний, алкогольное или наркотическое опьянение и др.;
  • «фактор внимания», т.е. подготовленность к возможности получения электрического удара;
  • путь тока сквозь человеческое тело. Например, более серьезную опасность несет прохождение тока через сердце, легкие, мозг. В случае, если ток обошел жизненно важные органы, риск серьезных поражений резко снижается. На сегодняшний день зафиксирован самый популярный путь прохождения тока, который называется «петлей тока» — правая рука-ноги. Петли, отнимаемые работоспособность человека более чем на трое суток, представляют собой пути рука-рука (40%), правая рука-ноги (20%), левая рука-ноги (17%).

Знание влияния электрического тока на человеческий организм крайне необходимо. Это поможет Вам в чрезвычайных ситуациях оказать правильную медицинскую помощь пострадавшему.

Торговая сеть «Планета Электрика» обладает широким ассортиментом различных средств защиты при различных работах, с которым более подробно можно ознакомиться в нашем каталоге. 

В чем разница между сваркой переменным и постоянным током? – Всё для сварки

Содержание

Если вы уже работали со сваркой или хотя бы немного знакомы с ней, то, скорее всего, слышали термины “AC” и “DC”. AC и DC — это различные типы токов, которые используются в процессе сварки. Поскольку при сварке используется электрическая дуга, создающая тепло, необходимое для расплавления металла, ей необходим стабильный ток с различной полярностью, которая зависит от свариваемого материала.

Чтобы сделать качественный сварной шов, для начала нужно понять, что означают эти два тока на сварочном аппарате, а также на электродах.

Но сначала: в чем разница между сваркой переменным и постоянным током?

Сварка DC и AC относится к полярности тока, проходящего через электрод аппарата. AC означает переменный ток, а DC — постоянный. Прочность и качество сварного шва будут зависеть от полярности электрода.

Что такое полярность?

Скорее всего, вы знакомы с термином «полярность».

Электрические цепи имеют полюса — отрицательный и положительный. В цепи с постоянным током (DC) движение электронов идет в одном направлении от плюса к минусу. Применительно к сварке отрицательный полюс получает меньше тепловой нагрузки.

Переменный ток (AC), как следует из названия, меняется в направлении, в котором он идет. Половину времени он идет в одном направлении, а другую половину — в противоположном. Переменный ток меняет свою полярность примерно 120 раз в секунду при токе 60 Гц.

Прямая полярность при сварке постоянным током дает более глубокое проплавление металла. А обратная полярность отлично подходит для сварки тонколистовых заготовок за счет меньшего тепловложения.

Покрытые электроды иногда могут использовать любую полярность, в то время как некоторые будут работать только на одной.

Качественный сварной шов предполагает правильное проплавление и равномерное наплавление валика, а для этого необходимо использовать правильную полярность. При неправильной полярности вы не только получаете плохое проплавление и неравномерное образование валика, но и чрезмерное разбрызгивание и перегрев, а в некоторых случаях можно даже потерять контроль над дугой.

Электрод также может быстро сгореть.

Большинство сварочных аппаратов для дуговой сваркиимеют обозначенные клеммы или направления, чтобы сварщики точно знали, как настроить сварочный аппарат на переменный или постоянный ток. Некоторые сварочные аппараты также используют переключатели для изменения полярности, а некоторые требуют переподключение клемм кабеля.

Сварка различными токами

Различные типы сварных швов требуют разного вида токов из-за природы их возникновения и оказываемого ими воздействия.

Сварка переменным током

Сварка переменным током считается уступающей сварке постоянным током и поэтому используется редко. Сварочные аппараты переменного тока чаще всего используются только при отсутствии аппаратов постоянного тока.

Сварку переменным током чаще всего используют для соединения толстолистового металла, быстрой наплавки и TIG-сварки с высокой частотой, хотя иногда она также используется для устранения проблем, связанных со сварочной дугой. Проблемы с дугой возникают, когда она прерывает сварное соединение, которое должно свариваться при более высоких уровнях тока, что происходит в основном при работе с электродами, имеющими большой диаметр.

Сварка переменным током также может использоваться для намагниченных металлов, что невозможно при сварке постоянным током. Постоянное изменение направления тока при сварке переменным током означает, что намагниченный металл не будет влиять на электрическую дугу.

Переменный ток также лучше подходит при работе с высокими температурами. Так как он обеспечивает высокий уровень тока, что создает глубокий провар, и поэтому используется для сварки при строительстве кораблей.

Сварка переменным током хорошо подходит для ремонта оборудования, так как многие из них имеют намагниченные поля и участки, подвергшиеся ржавчине.

Однако, нестабильность направления при сварке переменным током также может быть недостатком в том, что процесс имеет меньшую производительность, чем при сварке постоянным током.

Сварка постоянным током

Сварка постоянным током, как и сварка переменным током, имеет свои преимущества, и используется в случаях, когда сварка переменным током не может обеспечить должного результата, например, вертикальная сварка, пайка одним припоем или TIG-сварка нержавеющей стали.

Сварка на постоянном токе имеет более высокую скорость осаждения, она лучше всего подходит для сварщиков, которым требуются большие размеры наплавленного слоя. Несмотря на то, что сварка переменным током обеспечивает лучшее проплавление, она имеет более низкую скорость осаждения, что может быть непригодно.

При сварке постоянным током образуется также меньше брызг, чем при сварке переменным током, что делает сварочный шов более равномерным и гладким. Постоянный ток также является более надежным, и поэтому с ним легче работать, так как электрическая дуга остается стабильной.

Сварка постоянным током часто используется для сварки тонких металлов. Оборудование, работающее с этим типом тока, также дешевле, что помогает сократить расходы.

Однако, несмотря на то, что само оборудование имеет более низкую стоимость, процесс фактического использования постоянного тока немного дороже.

Это происходит из-за того, что необходимо специальное оборудование для преобразования переменного тока на постоянный, потому что это не предусмотрено электрической сетью. Однако, поскольку постоянный ток лучше подходит для большинства видов сварочных процессов, эти затраты считаются необходимыми.

Хотя сварка постоянным током лучше для многих металлов, она не рекомендуется при работе с алюминием, так как для этого требуется выделение тепла высокой интенсивности, что невозможно при использовании постоянного тока. Кроме того, если при работе с постоянным током будет создаваться магнитное поле, то возрастет риск дугового разряда, что может быть опасно.

Какой электрод использовать?

Так как вид используемого тока влияет на полярность на электроде, надо учитывать используемый электрод.

Для сварки методом TIG чаще применяют постоянный ток прямой полярности. Иногда также используют ток обратной полярности или переменный ток. В этих случаях применяют вольфрамовые электроды с легирующими добавками для улучшения стабильности дуги.

Например, используют:

  • WP — вольфрамовые электроды для сварки на переменном токе;
  • WL-20 и WL-15 — легированные вольфрамовые электроды для сварки на постоянном и переменном токах.

Для ММА сварки в основном использую покрытые плавящиеся электроды.

В настоящее время производители выпускают электроды с четырьмя видами обмазки:

  • Кислое (маркировка “А”). В его составе железо и марганец в довольно большом объеме. Можно сваривать неочищенный металл.
  • Основное (маркировка “Б”). Эти электроды можно использовать для работы на переменном токе, но из-за малого потенциала ионизации не рекомендуется этого делать.
  • Рутиловое (маркировка “Р”). Лучше всего подходит для работы на переменном токе. Небольшое разбрызгивание металла и хорошее качество шва.
  • Целлюлозное (маркировка “Ц/С”). Подходит для работы на переменном и постоянном токе, но выдает много брызг металла.

Существует несколько различных видов электродов для сварки переменным током, но многие из них могут использоваться как для сварки переменным током, так и для сварки постоянным током.

Выбор правильной полярности и тока, а также правильного электрода может иметь решающее значение для выполнения хорошего сварного шва.

УЗО: основные характеристики и сфера применения

Практически в каждом жилом и общественном помещении можно увидеть огромное количество бытовой техники, необходимой для обеспечения комфортных условий проживания и работы, что, в свою очередь, оказывает существенную нагрузку на электросеть.

Чтобы обезопасить себя и свое жилище от непредвиденных и зачастую трагических ситуаций, особое внимание следует уделять устройствам защиты, наиболее распространенным из которых является устройство защитного отключения, проще говоря, УЗО.

К сожалению, со временем любой материал подвержен износу, и проводка не исключение. Причем нет разницы, наружный или внутренний кабель поддается естественному обветшанию. Из-за потери изолирующих свойств проводки происходит утечка электричества, а это уже грозит серьезными последствиями для людей.

С какой целью устанавливают УЗО?

Устройство защитного отключения изначально предназначено для препятствования поражения током и защиты электрической проводки от возгорания из-за неполадок, которые нередко приводят к пожарам.

Существует ряд основных факторов, негативно влияющих на целостность электрических коммуникаций:

  • механическое повреждение;
  • перегрев проводки;
  • естественный износ;
  • попадание влаги;
  • неправильный монтаж;
  • безответственное отношение пользователя.

От подобных неприятностей не застрахован никто, поэтому лучше не рисковать, и своевременно монтировать защитное устройство, многократно доказавшее свою эффективность на практике. К примеру, если при работе посудомоечной машины повредится изоляционная оболочка на кабеле, который касается корпуса, тот, в свою очередь, окажется под напряжением.

В момент прикосновения человека к металлическим деталям бытового прибора ток через тело уйдет в землю, на что мгновенно отреагирует УЗО и отключит напряжение. Несмотря на незначительное поражение током, в данном случае человек гарантированно выживет.

Принцип работы УЗО Основное предназначение УЗО – защита человека от губительного удара током. Для этого на верхние клеммы автомата подключается фаза и ноль от источника питания, а на нижние – фаза и ноль, идущие на нагрузку. Таким образом, схема подключения УЗО подразумевает протекание тока через автомат с последующим возвращением в сеть.

Фактически, УЗО является своеобразным контроллером, анализирующим показатели силы тока на входе и выходе. Если будет зафиксирована разница этих показатели, то последует отключение питания во избежание нежелательных последствий. Время реакции прибора на перебои в сети и ее отключение в среднем составляет 0,04 секунды.

При нормальных условиях функционирования электрической сети не должно быть разницы между значениями тока на входе и выходе УЗО, однако на практике нередко приходится сталкиваться с обратным. При утечке тока УЗО тут же отреагирует отключением. Помимо того, что устройство защитного отключения спасает человеческие жизни, оно также уберегает бытовые приборы от поломок, спровоцированных скачками напряжения в сети и самое главное, предотвращает пожары.

Для того чтобы защитить человека от поражения электрическим током, устанавливают УЗО с номинальным током утечки в пределах 10-30 мА. Это является граничными показателями, которые способен выдержать человеческий организм без серьезных последствий.

 

 

Также можно купить УЗО с номинальным током утечки в 100-500 мА, которое выполняет несколько иные задачи, нежели защита человека от электрического поражения. Устройства с высокими номинальными значениями токов утечки предназначены для борьбы с пожарами.

Даже качественная проводка имеет естественную утечку, и чем длиннее коммуникационные магистрали, тем она больше. К примеру, УЗО в 30 мА, установленное в большом частном доме, будет демонстрировать ложное срабатывание, в то время как автоматика данного назначения, рассчитанная на ток утечки в 300-500 мА, обеспечит жилищу надежную защиту от пожара без ложных срабатываний.

Именно таких показателей утечки достаточно для того, чтобы выделилась тепловая энергия в количестве, достаточном для возгорания предметов, расположенных поблизости к месту утечки тока.

Помимо прочего устройства защитного отключения номиналом в 100-500 мА, установленные на входе в помещение, фактически обеспечивают защиту главного ввода. Так, изначально при утечке тока отключаются УЗО с низким номинальным значением, установленные для защиты. В том случае, если по одной из причин отключения не произошло, в работу вступает резервное оборудование с большим номиналом.


Электрический ток – оружие красоты — Энергетика и промышленность России — № 03 (263) февраль 2015 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 03 (263) февраль 2015 года

Без электричества, пожалуй, ни одна сфера нашей жизни не обходится. Например, столь популярная в наше время косметология тоже взяла электричество на вооружение.

Мода на ток

Сегодня электрический ток лежит в основе многих косметологических процедур. Реклама активно предлагает нам воспользоваться фотоэпиляцией, миостимуляцией, биостимуляцией, фонофорезом и т. д. Все эти незнакомые слова сулят красоту, стройность и молодость. А уж солярий, используемый для улучшения цвета кожи и насыщения организма витамином D, знаком абсолютно всем.

Спектр проблем, с которыми борется электричество в косметологии, весьма широк: морщины, рубцы, отеки, лишний вес, целлюлит, нежелательная растительность на теле и т. д. Популярность косметологических процедур с использованием электричества с каждым годом растет, а спектр услуг расширяется.

В чем секрет популярности методик, основанных на применении электротока, и каковы их преимущества? Разобраться попробуем вместе с профессиональным косметологом Еленой Бондаренко. – Люди любят все новое, а сейчас появляется много новых методик, омолаживающих с помощью аппаратов. Из аппаратной косметологии чаще всего я применяю микротоковую терапию, дарсонваль и ультразвук. Этими методиками я пользуюсь уже несколько лет, и, на мой взгляд, они очень эффективны, – говорит Елена. – Воздействие электрического тока идет на глубокие слои кожи, на мышцы, а также на мышцы сосудов, снимая спазм и тем самым нормализуя крово- и лимфообращение. Кроме того, с помощью некоторых методик под действием тока внутрь кожи проникают косметические средства и создают «депо», что позволяет оказывать более глубокое и направленное воздействие… Такого эффекта нельзя добиться с помощью масок или массажа, но можно совместить в одной процедуре либо в промежутках между курсами аппаратных методик.

Приятные удары током

Все косметологические процедуры, основанные на применении электрического тока, имеют примерно одинаковые противопоказания, но борются с разными проблемами. Так, микротоковая терапия – это физиотерапевтический метод воздействия на кожу лица и шеи, основанный на использовании электрического тока сверхмалой силы и низкой частоты (100 микроампер).

Женщины, пользовавшиеся процедурой, признают, что она безболезненна, а для некоторых даже приятна. Малые разряды тока воздействуют на клетки кожи, как бы оживляя их. Под воздействием тока малых частот улучшается метаболизм тканей, снимается мышечный спазм, нормализуется салоотделение. Микротоки оказывают мягкое тонизирующее действие на мимическую мускулатуру лица, производя эффект лифтинга, оказывают противовоспалительное, дезинтокационное действие, стимулируют активность иммунной системы кожи.

Микротоковую терапию в косметологии применяют при увядании кожи, угревой сыпи, отеках, ухудшении крово- и лимфообращения, спазмах мышц рта и глаз. Кроме того, микротоки используются в борьбе с целлюлитом и лишним весом, с послеоперационными оте­ками.

– Эффект микротоковая терапия дает отличный, – говорит Елена, – но только при применении курсами по 10‑15 процедур два раза в год у людей в возрасте 27‑45 лет. В более позднем возрасте микроток неэффективен.

По сути, микротоки воздействуют на кожу лица, как массаж, но более деликатный и дающий возможность стимулировать, а также очищать клетки от токсинов. Эта процедура незаменима при серьезных повреждениях кожи. Например, после пластической операции. В основном микротоковая терапия применяется на лице, шее, в области декольте. Часто вместе с ней используются различные препараты, которые за счет воздействия электричества более глубоко проникают в кожу.

Другая процедура омолаживания с использованием электрического тока, пользующаяся популярностью, – ультразвук. Как известно, ультразвук – это звуковые волны, имеющие частоту выше, воспринимаемой человеческим ухом. На кожу ультразвук воздействует посредством высокочастотных механических колебаний.

– Проникая в кожу, ультразвук осуществляет микромассаж и нагрев тканей (в подкожной клетчатке и коже), тем самым повышая проницаемость клеток, бактерицидные свойства кожи, усиливает лимфо- и кровоток. Вибрация, как вы знаете, обладает расслабляющим и обезболивающим действием за счет снятия спазма, – объясняет Елена.

В косметологии применяется в основном ультразвуковая чистка лица, фонофорез (сочетание ультразвука с применением лекарственных средств) и ультразвуковая антицеллюлитная терапия.

Если говорить о чистке, то ее осуществляют специальной лопаткой, которую двигают по разрыхляющему гелю. При этом происходит сразу два воздействия: механический пилинг кожи, а за счет вибрации ультразвука сальные пробки выходят на поверхность.

Другой стороной ультразвуковой лопатки можно делать фонофорез – это процедура, когда под действием ультразвуковых волн в кожу вводятся увлажняющие, противовоспалительные и успокаивающие средства.

Об ощущениях от процедуры можно сказать так: их нет. Ультразвук человеческое тело не ощущает никак, чувствуется только движение лопатки по лицу.

Из медицины в косметологию

Процедура, где разряды электрического тока действительно ощущаются, – это дарсонвализация. Она знакома многим как метод физиотерапии при лечении самых разных заболеваний. В медицине дарсонваль широко и с успехом используется с конца XIX века. Свое название метод получил по фамилии автора – французского физиолога и физика Арсена д’Арсонваля.

Основан метод на воздействии импульсного тока высокой частоты и высокого напряжения, но малой силы на поверхностные ткани и слизистые оболочки организма человека.

– Коронным фактором дарсонваля является электрический разряд, способный оказывать прижигающее действие на ткани, этим купируя начавшееся воспаление. Дополнительный противовоспалительный эффект дарсонваля в том, что электрические разряды вызывают ионизацию воздуха, образуя вокруг электрода озон и азот. Также под действием дарсонваля усиливается оксигенация (восполнение кислородом) тканей, – говорит наш эксперт.

Дарсонваль используется для лечения угревой сыпи, акне, дерматитов, при жирной и пористой коже, чрезмерно сухой коже, варикозном расширении вен, для повышения тонуса кожи, уменьшения отечности, застойных явлений. Эффективен аппарат дарсонваль и в комплексной борьбе с облысением. С помощью специальной насадки в виде расчески дарсонваль воздействует на волосяные луковицы: усиливая рост волос, приостанавливая их выпадение.

Процедура дарсонвализации у всех вызывает разные ощущения, но, в общем, они сравнимы с легкими покалываниями и пощипываниями. И здесь степень приятности зависит от болевого порока человека. Моя знакомая, например, один сеанс дарсонвализации при лечении воспаления на лице выдержала с трудом. Ну а я с ощущением легкого дискомфорта сделала сразу несколько сеансов. Электротерапия, конечно, эффективна, но имеет ряд противопоказаний, с которыми нужно считаться. Это острые дерматиты, лихорадочные состояния, острая сердечно-сосудистая недостаточность, злокачественные новообразования, эпилепсия, кардиостимулятор, беременность, индивидуальная непереносимость электрического тока и т. д.

Опасная экономия

Многие задаются вопросом – зачем ходить в салон красоты, если аппаратами для косметологических процедур можно пользоваться дома, сэкономив и деньги, и время?! Ведь купить сегодня можно все что угодно, даже не выходя из дома.

Но! Любая косметологическая процедура приравнивается к медицинской. Недаром косметологи обязаны иметь медицинское образование. Аппаратным методикам нужно специально обучаться, знать особенности их воздействия на организм человека, учитывать противопоказания. Понимать силу и область воздействия аппаратных методик. Иметь представление о фармакологии. Самолечение с помощью косметологических электрических аппаратов способно нанести нешуточный вред красоте и даже здоровью.

– Дарсонваль в домашних условиях можно применять после консультации косметолога, который даст вам подробные разъяснения в соответствии именно с вашими ндивидуальными особенностями, так как, несмотря на простоту прибора, методик его применения множество. Были случаи, когда из‑за нарушения правил использования аппарата образовывалась искра, и это приводило к ожогам, – предостерегает косметолог.

За страшными историями далеко ходить не нужно. Например, ультрафиолетовое излучение, свойства которого повсеместно используются для загара в солярии, может грозить не только ожогом. Моя знакомая, будучи старшеклассницей, чуть не лишилась зрения, желая освежить цвет лица с помощью УФ-лампы, которую отец девушки принес домой в качестве средства стерилизации помещения.

Зная о свойствах ультрафиолета покрывать кожу загаром, девушка решила, что будет полезно, обратив лицо к лампе, 20 минут позагорать. А вот о том, что смотреть на УФ-излучение незащищенными глазами крайне опасно, она не подозревала. В результате этой «солнечной ванны» пришлось экстренно спасать зрение – врачи рекомендовали провести две недели в кромешной темноте.

– Вы и представить не можете, как это страшно – жить в полной тьме, – вспоминает горе-загоральщица. Ведь, кроме того, девушка испытывала жгучую боль в глазах, ее не покидал страх навсегда лишиться зрения.

Этот случай поставил девушке пожизненную прививку против самостоятельного использования электроприборов для косметологических процедур. К тому же без защитных очков в солярий она теперь ни ногой.

Думаю, история эта из ряда вон, но она наглядно показывает, как может быть опасно невежество, когда речь идет о здоровье и красоте.

Национальная океаническая служба NOAA Education

Океанические течения вызываются приливами, ветрами и различиями в плотности воды. Токи необходимы для поддержания существующего баланса жизни на Земле, но они также могут быть смертельными.

В сочетании с водой термин «течение» описывает движение воды.Некоторые течения, с которыми вы, возможно, знакомы, — это движение дождевой воды, текущей по улице, или движение воды в ручье, ручье или реке, текущей с возвышенности на более низкую. Это движение вызвано силой тяжести. Скорость и направление (скорость) токов можно измерить и записать.

Океанические течения обусловлены несколькими факторами. Один из них — это приливы и отливы, которые вызваны гравитационным притяжением Солнца и Луны к океанам Земли.Приливы создают течение в океанах, у берега, а также в заливах и устьях побережья. Их называют «приливными течениями». Приливные течения — единственный тип течений, которые меняются очень регулярно и могут быть предсказаны на будущее.

Вторым фактором, управляющим океанскими течениями, является ветер. Ветры вызывают течения, которые находятся на поверхности океана или вблизи нее. Эти токи обычно измеряются в метрах в секунду или в узлах (1 узел = 1,15 мили в час или 1,85 километра в час).Ветры вызывают течения вблизи прибрежных районов в локальном масштабе и в открытом океане в глобальном масштабе.

Третий фактор, управляющий течением, — это термохалинная циркуляция — процесс, обусловленный различиями в плотности воды из-за температуры (термо) и солености (халин) в разных частях океана. Течения, вызванные термохалинной циркуляцией, возникают как на глубоком, так и на мелководном уровне океана и движутся намного медленнее, чем приливные или поверхностные течения.

Учебное пособие по течениям представляет собой обзор типов токов, их причин, способов их измерения и того, как они влияют на жизнь людей.

Дорожная карта к ресурсам направляет вас к онлайн-данным и учебным материалам от NOAA и других надежных ресурсов.

токов | Управление научных миссий

Циркуляция океана и атмосферы играет важную роль в поддержании жизни за счет смягчения климата на большей части поверхности Земли. Важной частью циркуляции тепла и пресной воды, а также других составляющих морской воды являются поверхностные течения океана. Их сила и изменчивость играют роль в погоде и климате, влияя на окружающую среду для всего живого на Земле.

Глобальные структуры поверхностных течений вызываются ветром, на которые воздействуют препятствия для потока, создаваемые массами суши и вращением Земли, и в конечном итоге получают свою энергию (как ветер) от солнца.

В океане преобладают две модели циркуляции: ветровые течения в верхних слоях океана и циркуляция в глубинах океана. Ветровые течения поддерживаются импульсом, передаваемым ветрами поверхности океана. Океан ветер приводит в движение поверхностные воды, поскольку сила Кориолиса, распределение плотности морской воды и форма океанского бассейна изменяют скорость и направление течения.

Западные пограничные течения, такие как Гольфстрим, являются одними из самых быстрых поверхностных течений в океане. Западные пограничные течения текут к полюсам, на север в северном полушарии и на юг в южном полушарии вдоль западных границ океанических бассейнов. Вода, движущаяся в этих течениях, переносит большое количество тепла из тропиков в средние широты.

Восточные пограничные течения, такие как Калифорнийское течение, медленнее, мельче и шире, чем западные пограничные течения.Подобно обратному потоку в бытовой системе отопления, эти потоки переносят более холодные воды в тропики, где они нагреваются и переносятся к полюсу западными пограничными течениями.

Океанские поверхностные течения напоминают долгосрочные модели ветра в среднем планетарного масштаба на Земле. Поверхностные течения образуют круговороты с примерно центром в каждом океаническом бассейне. Если смотреть сверху, течения в этих субтропических круговоротах текут по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном полушарии.

Как мы собираем и используем данные о течениях поверхности океана?

Исследования поверхностных течений океана сосредоточены на шести направлениях: старые методы включают отслеживание дрейфующих объектов (обломки) и данные о смещении (из навигационных журналов). Новые методы включают в себя спутниковые токи, поверхностные течения, следующие за дрифтерами, отслеживание особенностей поверхности и исследования высокочастотным радаром.

Для этого исследования используются следующие спутники и инструменты, которые они несут с собой:

  • TOPEX / Poseidon и Jason-1 измеряют топографию поверхности океана и реакцию циркуляции на ветры.Эти измерения позволяют ученым изучать связи между океанами и атмосферой, улучшать прогнозы и предсказания глобального климата, а также отслеживать такие явления, как условия Эль-Ниньо и океанские водовороты.
  • QuikSCAT использует бортовой прибор SeaWinds для наблюдения за скоростью и направлением ветра. Миссия QuikSCAT направлена ​​на получение всепогодных измерений приповерхностного ветра над Мировым океаном с высоким разрешением. Данные SeaWinds также комбинируются с измерениями, полученными с помощью научных инструментов в других дисциплинах, чтобы помочь нам лучше понять механизмы глобального изменения климата и погодные условия.
  • Прибор SeaWiFS наблюдает, как тонкие изменения цвета океана означают различные типы и количества морского фитопланктона (микроскопические морские растения). Крупномасштабные модели, образованные дрейфующими скоплениями фитопланктона, показывают ученым местонахождение и движение поверхностных течений океана.
  • Прибор MODIS
  • Terra отслеживает крупномасштабные изменения в биосфере, которые позволяют по-новому взглянуть на работу глобального углеродного цикла и глобального переноса тепла через океан.MODIS может измерять фотосинтетическую активность фитопланктона, чтобы получить более точные оценки того, сколько углерода поглощается и используется для повышения продуктивности растений. В сочетании с измерениями температуры поверхности сенсором измерения биосферы MODIS помогают ученым отслеживать источники и поглотители углекислого газа в ответ на изменения климата. Ученые в области физической океанографии используют измерения температуры поверхности и местоположение фитопланктона для определения местоположения и движения поверхностных течений океана.
Как это исследование влияет на нашу жизнь?

На протяжении веков люди использовали поверхностные течения океана, чтобы исследовать мир и доставлять товары на рынок. Сегодня мы используем их, чтобы выбрать наиболее эффективный способ экономии топлива в судоходной отрасли, выиграть гонку парусных лодок и отслеживать загрязнения, такие как разливы нефти, или помогать в поисково-спасательных операциях. Поверхностные течения океана способствуют изучению суровой погоды, такой как ураганы, краткосрочных климатических явлений, таких как Эль-Ниньо, и долгосрочной изменчивости климата.

океанских течений | Науки о Земле

Океанская вода постоянно находится в движении (рис. 14.7). С севера на юг, с востока на запад и вверх и вниз по берегу океанская вода перемещается повсюду. Эти движения можно объяснить действием многих отдельных сил, включая местные условия ветра, воды, положение Луны и Солнца, вращение Земли и положение наземных образований.

Рис. 14.7 : Океанские волны переносят энергию через воду на большие расстояния.

Задачи урока

  • Опишите, как образуются поверхностные токи и как они влияют на климат мира.
  • Опишите причины сильных токов.
  • Связать области апвеллинга с их влиянием на пищевую цепочку.

Поверхностные токи

Ветер, дующий над водой океана, создает волны. Он также создает поверхностных течений , которые представляют собой горизонтальные потоки воды, которые могут течь на тысячи километров и могут достигать глубины в сотни метров.Поверхностные течения являются важным фактором в океане, потому что они являются основным фактором, определяющим климат во всем мире.

Причины поверхностных токов

Рис. 14.14 : Эффект Кориолиса заставляет ветры и течения образовывать круговые формы. Направление, в котором они вращаются, зависит от полушария, в котором они находятся.

Течения на поверхности определяются тремя основными факторами: основными глобальными моделями ветра, вращением Земли и формой океанических бассейнов.

Когда вы дуете на чашку горячего шоколада, вы создаете крошечные рябь на ее поверхности, которая продолжает двигаться после того, как вы перестали дуть. Рябь в чашке — это крошечные волны, похожие на волны, которые ветер формирует на поверхности океана. Движение горячего шоколада по чашке образует поток или течение, точно так же, как океанская вода движется, когда ее дует ветер.

Но что заставляет ветер дуть? Когда солнечный свет нагревает воздух, воздух расширяется, а это означает, что плотность воздуха уменьшается, и он становится светлее.Подобно воздушному шару, легкий теплый воздух поднимается вверх, оставляя небольшой вакуум внизу, который втягивает более прохладный и плотный воздух с боков. Более прохладный воздух, поступающий в пространство, оставленное теплым воздухом, — это ветер.

Поскольку экватор Земли нагревается самыми прямыми лучами Солнца, воздух на экваторе горячее, чем на севере или на юге. Этот более горячий воздух поднимается вверх на экваторе, и по мере того, как более холодный воздух движется, чтобы занять его место, начинают дуть ветры и толкать океан в волны и течения.

Ветер — не единственный фактор, влияющий на океанские течения.«Эффект Кориолиса» описывает, как вращение Земли управляет ветрами и поверхностными течениями (рис. 14.14). Земля — ​​это сфера, которая вращается вокруг своей оси против часовой стрелки, если смотреть с Северного полюса. Чем дальше к одному из полюсов вы продвигаетесь от экватора, тем короче расстояние вокруг Земли. Это означает, что объекты на экваторе движутся быстрее, чем объекты, находящиеся дальше от экватора. Пока движется ветер или океанское течение, Земля вращается под ним. В результате объект, движущийся на север или юг по Земле, будет казаться движущимся по кривой, а не по прямой.Ветер или вода, которые движутся к полюсам от экватора, отклоняются на восток, в то время как ветер или вода, которые движутся к экватору от полюсов, отклоняются на запад. Эффект Кориолиса изменяет направление поверхностных токов.

Третьим важным фактором, определяющим направление поверхностных течений, является форма океанических бассейнов (рис. 14.15). Когда поверхностный ток сталкивается с землей, он меняет направление токов. Представьте, что вы толкаете воду в ванне к ее краю.Когда вода достигает края, она должна изменить направление.

Рис. 14.15 : На этой карте показаны основные поверхностные течения в море. Течения создаются ветром, а их направления определяются эффектом Кориолиса и формой океанических бассейнов.

Влияние на глобальный климат

Поверхностные токи играют большую роль в определении климата. Эти течения переносят теплую воду с экватора в более прохладные части океана; они передают тепловую энергию.Возьмем, к примеру, Гольфстрим. Вы можете найти Гольфстрим в северной части Атлантического океана на рис. 14.15. Гольфстрим — это океанское течение, которое переносит теплую воду с экватора мимо восточного побережья Северной Америки и через Атлантику в Европу. Объем воды, которую он транспортирует, более чем в 25 раз превышает объем всех рек мира вместе взятых, а передаваемая им энергия более чем в 100 раз превышает мировые потребности в энергии. Его ширина составляет около 160 километров, а глубина — около километра.Теплые воды Гольфстрима создают в Европе гораздо более теплый климат, чем в других местах на той же широте. Если бы Гольфстрим был серьезно нарушен, температура в Европе резко упала бы.

Глубокие течения

Поверхностные течения возникают у поверхности океана и в основном влияют на фотическую зону. Глубоко в океане существуют не менее важные течения, которые называются глубокими течениями . Эти течения создаются не ветром, а разницей в плотности масс воды.Плотность — это количество массы в данном объеме. Например, если вы возьмете две полные бутылки жидкости объемом один литр, одна может весить больше, т. Е. Иметь большую массу, чем другая. Поскольку обе бутылки имеют равный объем, жидкость в более тяжелой бутылке более плотная. Если сложить две жидкости вместе, жидкость с большей плотностью утонет, а жидкость с меньшей плотностью поднимется.

Два основных фактора определяют плотность воды в океане: соленость (количество соли, растворенной в воде) и температура (Рисунок 14.16). Чем больше соли растворено в воде, тем больше будет ее плотность. Температура также влияет на плотность: чем ниже температура, тем больше плотность. Это потому, что температура влияет на объем, но не на массу. Более холодная вода занимает меньше места, чем более теплая (кроме случаев, когда она замерзает). Итак, холодная вода имеет большую плотность, чем теплая.

Рисунок 14.16 : Термохалинные токи создаются разницей в плотности из-за температуры (термо) и солености (халин).Синие стрелки — глубокие токи, красные — поверхностные.

Рисунок 14.17 : Поверхностные и глубокие потоки вместе образуют конвекционные потоки, которые перемещают воду из одного места в другое и обратно. Частице воды в конвективном цикле может потребоваться 1600 лет, чтобы завершить цикл.

Более плотные водные массы опустятся на дно океана. Точно так же, как конвекция в воздухе, когда более плотная вода опускается, ее пространство заполняется менее плотной водой, движущейся внутрь.Это создает конвекционные течения, которые перемещают огромное количество воды в глубинах океана. Почему в некоторых местах температура воды ниже? Вода охлаждается по мере продвижения от экватора к полюсам посредством поверхностных токов. Более холодная вода более плотная, поэтому она начинает тонуть. В результате поверхностные и глубокие токи связаны. Ветер заставляет поверхностные течения переносить воду вокруг океанов, в то время как разница в плотности заставляет глубокие течения возвращать эту воду обратно вокруг земного шара (Рисунок 14.17).

Апвеллинг

Как вы видели, вода с большей плотностью обычно опускается на дно. Однако в правильных условиях этот процесс можно обратить вспять. Более плотная вода из глубин океана может подниматься на поверхность при апвеллинге (рис. 14.18). Обычно апвеллинг происходит вдоль побережья, когда ветер сильно уносит воду от берега. По мере того как поверхностные воды сдуваются с берега, на их место поднимается более холодная вода снизу. Это важный процесс в таких местах, как Калифорния, Южная Америка, Южная Африка и Аравийское море, потому что питательные вещества, поступающие из глубоководных океанических вод, поддерживают рост планктона, который, в свою очередь, поддерживает других членов экосистемы.Апвеллинг также имеет место вдоль экватора между Северным и Южным экваториальными течениями.

Рис. 14.18 : Апвеллинг заставляет более плотную воду снизу занять место менее плотной воды на поверхности, которую отталкивает ветер.

Краткое содержание урока

  • Океанские волны — это энергия, проходящая через воду.
  • Самая высокая часть волны — гребень, а самая низкая — впадина.
  • Горизонтальное расстояние между двумя гребнями волн — это длина волны.
  • Большинство волн в океане — это волны, генерируемые ветром.
  • Поверхностные течения океана вызываются основными общими моделями атмосферной циркуляции, эффектом Кориолиса и формой каждого океанического бассейна.
  • Циркуляция поверхности океана приносит теплые экваториальные воды к полюсам и более прохладные полярные воды к экватору.
  • Глубокая циркуляция океана — это циркуляция, управляемая плотностью, вызванная разницей в солености и температуре водных масс.
  • Районы апвеллинга — это биологически важные области, которые образуются по мере того, как поверхностные воды океана уносятся от берега, в результате чего холодные, богатые питательными веществами воды поднимаются на поверхность.

Обзорные вопросы

  1. Какие факторы ветра определяют размер волны?
  2. Определите гребень , и минимум волны.
  3. Какая самая важная причина поверхностных течений в океане?
  4. Как поверхностные течения океана влияют на климат?
  5. Что такое эффект Кориолиса?
  6. Некоторые ученые выдвинули гипотезу, что если в Гренландии растает достаточно льда, Гольфстрим может быть перекрыт.Без Гольфстрима, несущего теплые воды на север, Европа стала бы намного холоднее. Объясните, почему таяние льда в Гренландии может повлиять на Гольфстрим.
  7. Какой процесс может заставить более плотную воду подняться наверх?
  8. Почему районы апвеллинга важны для морской флоры и фауны?

Словарь

амплитуда
Высота волны по вертикали от впадины до гребня.
Эффект Кориолиса
Кажущееся отклонение движущегося объекта, например воды или воздуха, вызванное вращением Земли.
герб
Наивысшая точка в волне.
глубокое течение
Течение в глубине океана, которое движется из-за разницы в плотности (вызванной разницей в температуре и солености воды).
отрывной ток
Сильное поверхностное течение воды, возвращающееся в океан с берега.
поверхностный ток
Горизонтальное движение океанской воды, вызванное поверхностным ветром.
корыто
Самая низкая точка в волне.
цунами
Сейсмическая морская волна, образованная вертикальным движением дна океана при подводном землетрясении, подводном извержении вулкана, оползне или ударе метеорита.
апвеллинг
Холодная, богатая питательными веществами вода, которая поднимается из океанических глубин, как правило, недалеко от континентов, когда ветер уносит вышележащую поверхность в сторону или вдоль экватора.
волна
Изменение формы воды, вызванное движением энергии через воду.
длина волны
Расстояние по горизонтали между двумя впадинами или двумя гребнями волны.

Что такое океанические течения? — Определение и типы — Видео и стенограмма урока

Поверхностные течения

Течения, обнаруженные в верхних 1300 футах океана, называются поверхностными течениями . Давайте рассмотрим некоторые силы, определяющие направление этих токов.

Гравитация

Поверхность океана неровная. За счет этого гравитация оказывает влияние на течение воды в океане. Сила тяжести Земли притягивает воду, заставляя ее течь вниз с более высоких уровней поверхности.Вы заметите влияние гравитации, поскольку она упоминается наряду с другими силами на протяжении всего урока.

Ветер

Ветер является движущей силой поверхностных течений наших океанов. Другими словами, большинство поверхностных течений вызывается ветром, который оказывает на них наибольшее влияние. Когда ветер дует над поверхностью воды, он вызывает трение. Это трение толкает воду и формирует течение, движущееся в том же направлении, что и ветер.Течение будет продолжаться в направлении ветра, пока другие факторы, такие как приближение к суше или столкновение с другим океаническим течением, не заставят воду накапливаться и двигаться по-разному.

Эффект Кориолиса

Вращение Земли отклоняет движение. Это называется эффектом Кориолиса . Обычно мы не видим воздействия вращения Земли, но мы замечаем его влияние на поверхностные токи, потому что они велики и перемещаются на большие расстояния.Эффект Кориолиса вступает в игру, когда вода, выталкиваемая ветром, накапливается в холмах. Поскольку сила тяжести тянет воду вниз по склону холма, эффект Кориолиса формирует течение, которое создает спиральные узоры, называемые круговоротов , которые помогают проталкивать течение вперед. Эти круговороты движутся по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном полушарии.

Континентальное отклонение

Ранее мы кратко упоминали, что приближение к суше является одним из факторов, вызывающих скопление воды и изменение направления.Когда вода накапливается или меняет направление около очень большого массива суши или континента, это называется отклонением от континента до . Поскольку земля не полностью покрыта водой, отклонение континентов играет большую роль в общем направлении поверхностных течений. Вода не может перемещаться над континентом или через него, поэтому она вынуждена перемещаться вокруг него.

Глубоководные течения

Когда вы опускаетесь на глубину примерно 1300 футов ниже поверхности, глубоководных течений перемещают воду океана.Эти течения движутся намного медленнее, и силы, управляющие глубинными водными течениями, отличаются от сил, управляющих поверхностными течениями. Эти токи вызваны разницей плотности, которая существует из-за температуры воды и количества соли в воде. Это называется термохалинной циркуляцией , где «термо» относится к температуре, а «халин» — к соли. Холодная вода содержит больше соли, чем теплая. Содержание соли делает ее более плотной или тяжелой, чем теплая вода. Теперь в игру вступает сила тяжести, когда более теплая и легкая вода поднимается, а более холодная и тяжелая вода опускается.

Звучит просто, но это еще не все. По мере того, как теплая вода поднимается, поднимается холодная вода, чтобы заполнить оставшееся пространство. Обратное тоже верно. Когда холодная вода опускается, теплая вода стекает вниз, чтобы заполнить оставшееся пространство. Термохалинная циркуляция также известна как глобальная конвейерная лента , потому что этот процесс перемещает воду по всему океану, распределяя питательные вещества, а также регулируя температуру и соленость.

Краткое содержание урока

Течение воды — это движение воды из одного места в другое. Океанские течения — это массивные течения, на которые влияют различные силы, которые толкают воду как на поверхности, так и в глубоководных водах океана. Поверхностные течения находятся в верхних 1300 футах океана. Большинство океанских течений вызвано ветром, который толкает воду.

Затем в игру вступают другие факторы, которые направляют течение поверхностных токов. Континентальное отклонение может вызвать перенаправление воды, поскольку она поднимается на более высокий уровень по мере приближения к суше и вынуждена менять курс.Затем гравитация тянет воду вниз, изменяя направление, в котором течет течение. Поскольку в ней задействовано очень много воды и она движется на большое расстояние, вращение Земли даже оказывает влияние из-за вызываемого им отклонения, которое называется эффектом Кориолиса . Когда сила тяжести тянет воду вниз, эффект Кориолиса создает спиральные узоры, которые помогают проталкивать течение, которые называются круговоротами .

Глубоководные течения перемещают океанскую воду ниже 1300 футов. Термохалинная циркуляция возникает из-за разницы в температуре воды и содержании соли, а также в движении, которое возникает из-за этих различий. По мере того, как тяжелая более холодная вода опускается и поднимается более теплая и менее плотная вода, вода перемещается по всему океану. Это дало этим глубоководным течениям прозвище «Глобальная конвейерная лента», потому что этот процесс перемещает воду по всему океану, распределяя питательные вещества, а также регулируя температуру и соленость.

течений, круговоротов и водоворотов — Океанографическое учреждение Вудс-Хоул

Что такое течения, круговороты и водовороты?

Даже в самые спокойные дни океаны Земли постоянно находятся в движении.На поверхности и под землей течения, круговороты и водовороты играют решающую роль в физическом формировании побережья и дна океана; в транспортировке и смешивании энергии, химикатов и других материалов в океанских бассейнах и между ними; и в поддержании бесчисленных растений и животных, жизнь которых зависит от океанов, включая людей.

Эти элементы являются важными компонентами глобальной океанической циркуляции Земли, которые перемещают воду в основном горизонтально. Их воздействие также может распространяться на многие мили, в некоторых местах достигая дна океана.

Течения представляют собой связанные потоки воды, движущиеся через океан, и включают как протяженные, постоянные объекты, такие как Гольфстрим, так и более мелкие эпизодические потоки как в прибрежных водах, так и в открытом океане. Они формируются в основном ветром, дующим через поверхность океана, и различиями в температуре, плотности и давлении воды и управляются вращением Земли, а также расположением континентов и топографией дна океана.

Круговоротов — это спиральные круги диаметром в тысячи миль, окруженные большими постоянными океанскими течениями.

Вихри — это временные петли закрученной воды меньшего размера, которые могут перемещаться на большие расстояния, прежде чем рассеяться.

Ветер, течения и Кориолис

Ветер — это основная сила, которая создает и перемещает поверхностные токи; Вращение Земли играет важную роль в управлении движением воды.Устойчивые субтропические системы высокого давления с центром примерно на 30 градусах северной и южной широты создают модели сильных ветров, известных как торговые и западные ветры. Трение между воздухом и водой приводит в движение морскую поверхность. Когда этот самый верхний слой воды движется, он тянет воду непосредственно под собой, что, в свою очередь, тянет за собой слой воды под ним, создавая начало океанского течения.

Однако результирующее движение не соответствует ветру. Вращение Земли вызывает кажущуюся силу, известную как эффект Кориолиса, которая отклоняет прямолинейное движение по поверхности примерно на 45 градусов вправо в северном полушарии и на 45 градусов влево в южном полушарии.Кроме того, каждый последующий слой воды немного отклоняется от движения предыдущего, как разложенная колода карт. Это формирует явление, называемое спиралью Экмана, которое впервые было описано шведским математиком Вагном Вальфридом Экманом в 1905 году, но только в конце 1980-х группа из WHOI впервые наблюдала его в открытом океане.

кругов

Чистое ветровое движение воды, известное как транспорт Экмана, создает в каждом океаническом бассейне выпуклость, которая на целых три фута (один метр) выше среднего глобального уровня моря.Сила тяжести, притягивающая эту большую массу воды, создает градиент давления, аналогичный градиенту давления в системе с высоким атмосферным давлением, что, в свою очередь, приводит к стабильной вращающейся массе воды.

Пять постоянных субтропических круговоротов можно найти в основных океанских бассейнах — по два в Атлантическом и Тихом океанах и один в Индийском океане, вращающихся по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном. Меньшие круговороты против часовой стрелки с центром примерно на 60 градусах северной широты создаются преобладающими ветрами вокруг постоянных субарктических систем низкого давления.Другой субполярный круговорот, единственный из которых сосредоточен на суше, окружает Антарктиду, движимый почти постоянными западными ветрами, которые дуют над Южным океаном, не встречая препятствий с суши.

Граничные токи

Субтропические круговороты окружены четырьмя связанными течениями: двумя пограничными течениями, ориентированными примерно с севера на юг на их восточных и западных краях, и двумя потоками с востока на запад на северной и южной сторонах круговорота. Расположение суши Земли и вращение планеты приводят к тому, что граничные потоки становятся самыми узкими и самыми глубокими на западном краю субтропических круговоротов.Западные пограничные течения также являются одними из самых быстрых океанских течений без приливов на Земле, достигая скорости более пяти миль в час (2,5 метра в секунду) и сдерживая сток в 100 раз больше, чем у мировых рек. Эти течения включают Гольфстрим в Северной Атлантике, Куросио в северной части Тихого океана и Агульяс в Индийском океане.

По мере того, как эти теплые западные пограничные течения замедляются и расширяются, они поворачивают на восток, образуя самые полярные течения связанного с ними круговорота.На севере они также действуют как южная граница субполярных круговоротов, обеспечивая водообмен между субтропиками и Арктикой. На юге Антарктическое циркумполярное течение аналогичным образом соединяется с южными субтропическими круговоротами.

Более холодные восточные пограничные течения, текущие из высоких широт к экватору, являются самыми медленными и наиболее диффузными потоками вокруг круговорота. Достигнув экватора, они поворачивают на запад и набирают скорость, движимые пассатом и жарой тропического солнца.

Эдди

Вихри относительно небольшие, содержат карманы движущейся воды, которые отделяются от основной части течения и перемещаются независимо от своего родителя. Они могут образовываться практически в любой части течения, но особенно ярко выражены в западных пограничных течениях.

Как только быстро движущиеся потоки покидают ограничивающее влияние суши, они становятся нестабильными и, как пожарный шланг, который никто не держит, начинают изгибаться и изгибаться. Если течение становится настолько сильно изгибающимся, что удваивается на себя, эта часть потока может «защемить» и отделиться от основной части течения, как изгиб старицы в реке.Эти водовороты могут принимать форму вихрей с теплым ядром (массы теплой воды, переходящие в более холодные воды океана) или холодного ядра (массы холодной воды в теплой) и могут перемещаться в течение нескольких месяцев через сотни или тысячи миль открытого океана.

Вихри также образуются посреди океана, вдали от пограничных течений. Их генезис является результатом процесса нестабильности, в котором крупномасштабные средние потоки постоянно распадаются на более мелкие элементы. Атмосфера ведет себя примерно так же: энергия вкладывается в систему в планетарном масштабе (тепло на экваторе и холодно на полюсах), что создает крупномасштабный поток, порождающий штормы и фронты, которые мы называем погодой.В этом смысле океанические водовороты аналогичны атмосферной погоде, хотя их пространственные масштабы меньше, а временные масштабы длиннее из-за различий между воздухом и водой.

Течения, круговороты и водовороты переносят воду и тепло на большие расстояния и способствуют крупномасштабному перемешиванию океана. В процессе они также переносят питательные вещества, соль и другие химические вещества и помогают регулировать погоду, климат и морские экосистемы на планете.

Сильные течения и водовороты также влияют на маршруты судоходства и, как известно, наносят ущерб нефтяным платформам.Сильные морские течения и более слабые прибрежные течения формируют сушу, способствуя эрозии пляжей и перемещению барьерных островов. Рыболовные флоты ищут информацию о том, как и где происходят эти явления, а также о том, как они могут измениться, чтобы найти косяки рыб, береговая охрана для реагирования на поисково-спасательные чрезвычайные ситуации или разливы нефти, а также лица, определяющие политику, для оказания помощи. формулировать планы сохранения морской среды.

Погода и климат

Одна из важнейших ролей океанических течений — это управление погодой и климатом Земли.Западные пограничные течения, такие как Гольфстрим, переносят большое количество тепла от тропических вод на север. Этот поток является частью термохалинной циркуляции или океанского конвейера и помогает распределять тепло по планете. Это, в свою очередь, влияет на характер ветра, температуру воздуха и осадки как на местном, так и на глобальном уровне.

Недавние исследования показали, что западные пограничные течения несколько сместились в течение десятилетий, что привело к изменениям в ветре, температуре и осадках по всему земному шару, которые чаще всего связаны с Эль-Ниньо и другими колебаниями океана.Океанологи пытаются ответить на один важный вопрос: как небольшие изменения в расположении, температуре, скорости и объеме течений могут привести к большим или резким изменениям долгосрочного климата Земли. Выявление природных и антропогенных факторов, которые могут изменить или нарушить естественную функцию океанских течений, также является важной частью понимания и прогнозирования будущих изменений климата.

Морская жизнь

Течения имеют решающее значение для морской флоры и фауны. Холодная вода содержит большое количество питательных веществ, которые питают основу пищевой цепочки.Те места, где холодная вода смешивается с теплой водой с низким содержанием питательных веществ, часто содержат высокие уровни биомассы (живых существ), а также высокую степень биоразнообразия (различные виды). Многие теплые водные животные, которые предпочитают эти пограничные зоны, такие как тунец, рыба-меч и кальмары, являются особенно важными коммерческими ресурсами, поэтому понимание того, как и где смешиваются океанские воды, дает рыболовным флотам возможность находить косяки и минимизировать время их пребывания в море. Он также дает морским биологам информацию, необходимую им для управления рыболовством или защиты исчезающих видов.

Круговоротные течения также заставляют плавающие обломки медленно дрейфовать к центру океана, образуя большие участки плавающего мусора. Это может быть опасно для морской жизни и, поскольку химические вещества в пластмассах попадают в пищевую цепочку, вызывать беспокойство и у людей.

Физические процессы

Течения формируют побережье так, что это может быть очевидно для того, кто стоит на берегу. Они также физически формируют океанические бассейны гораздо более тонкими, но не менее важными для океанографов способами.Подобно тому, как у медленной реки будет илистое дно, а у быстро движущегося потока — каменистое дно, океанские течения переносят и откладывают материал на дне океана определенным образом. Понимая взаимосвязь между размером, составом и распределением частиц, обнаруженных на дне, с движением водяного столба выше, ученые, изучающие длинные ядра океанических отложений, могут сказать, как течения менялись или перемещались с течением времени. Это, в свою очередь, помогает объяснить, как такие факторы, как пресная вода в результате таяния льда или изменения в структуре глобального ветра, могут привести к крупномасштабным изменениям в циркуляции океана или климата в будущем.

Что сейчас? — Определение с сайта Whatis.com

От

Что сейчас?

Ток — это поток носителей электрического заряда, обычно электронов или электронно-дефицитных атомов. Обычным обозначением тока является заглавная буква I. Стандартной единицей измерения является ампер, обозначенный буквой A. Один ампер тока представляет один кулон электрического заряда (6,24 x 10 18 носителей заряда), проходящего мимо определенной точки за одну секунду. . Физики считают, что ток течет от относительно положительных точек к относительно отрицательным точкам; это называется обычным током или током Франклина.Электроны, наиболее распространенные носители заряда, заряжены отрицательно. Они перетекают из относительно отрицательных точек в относительно положительные.

Разница между постоянным и переменным током

Электрический ток может быть постоянным или переменным. Постоянный ток (DC) течет в одном направлении во все моменты времени, хотя мгновенная величина тока может варьироваться. В переменном токе (AC) поток носителей заряда периодически меняет направление на противоположное. Количество полных циклов переменного тока в секунду — это частота, которая измеряется в герцах.Примером чистого постоянного тока является ток, производимый электрохимической ячейкой. Выход выпрямителя источника питания до фильтрации является примером пульсирующего постоянного тока. Выход из розеток общего пользования — переменный ток.

Плотность тока

Ток на единицу площади поперечного сечения известен как плотность тока . Он выражается в амперах на квадратный метр, в амперах на квадратный сантиметр или в амперах на квадратный миллиметр. Плотность тока также можно выразить в амперах на круговой мил.Как правило, чем больше ток в проводнике, тем выше плотность тока. Однако в некоторых ситуациях плотность тока варьируется в разных частях электрического проводника. Классическим примером является так называемый скин-эффект , при котором плотность тока высока около внешней поверхности проводника и низкая — около центра. Этот эффект возникает при переменном токе на высоких частотах. Другой пример — ток внутри активного электронного компонента, такого как полевой транзистор (FET).

Электрический ток всегда создает магнитное поле. Чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле. Пульсирующий постоянный ток или переменный ток обычно создает электромагнитное поле. Это принцип, по которому происходит распространение беспроводного сигнала.

См. Также напряжение, сопротивление и закон Ома.

Последнее обновление: октябрь 2021 г.

Спутниковые приложения для геолого-геофизического образования

Течения: водные массы в движении

И атмосфера, и океаны переносят тепло из низких широт около экватора в высокие. широты у полюсов.Прохладный воздух и водные потоки возвращаются из высоких широт к экватору. Для атмосферы эта циркуляция, которая во всем мире перераспределяет тепло за счет ветра; для океана это достигается течениями. В самом общем смысле, течение — это область воды, которая движется больше быстрее, чем его окрестности. Есть поверхностные океанические течения и глубоководные океанические течения. Мы узнаем об обоих здесь.
Передача тепла от экватора к полюсам запрещена. равномерно распределен по земному шару — он сосредоточен в основных океанских течениях.Самые сильные и известные поверхностные океанические течения — это Гольфстрим , который течет из Карибского моря, вдоль восточного побережья Северной Америки и через Атлантический океан в Европу, а также течение Куросио в северной части Тихого океана у восточного побережья Азии.

В этом уроке мы изучим эти токи и узнают о силах, ответственных за их движение.


Глобальная циркуляция атмосферы
(щелкните изображение, чтобы увеличить)


Глобальные океанические течения
(щелкните изображение, чтобы увеличить)


Карта Гольфстрима Бена Франклина, около 1786 года
Снимки Гольфстрима AVHRR, 1 января 1985 г.
(щелкните изображение, чтобы узнать больше)


Токи создаются физическими силами

Поверхностные течения океана вызываются:

  • энергией Солнца

    Океаны и атмосфера получают больше энергии от Солнца на низких широтах (ближе к экватору) и меньше энергии около полюсов.

    Солнце нагревает океаны и атмосферу, вызывая ветры. Когда ветры дуют над океанами, они испытывают трение из-за шероховатости поверхности океана. Это фрикционное взаимодействие приводит к передаче энергии поверхности моря и возникновению волн и течений.

  • Вращение Земли

    Вращение Земли порождает «виртуальную силу», известную как эффект Кориолиса. Эффект Кориолиса — кажущееся отклонение объектов движется по земле с прямого пути за счет вращающейся рамы ссылка на землю.В северном полушарии это заставляет движущиеся воздух и воду двигаться по спирали по часовой стрелке. В южном полушарии движение будет спиралевидным. против часовой стрелки.

  • Обтекание топографических препятствий и их обход

    Обтекание морских вод над подводными горами и долинами также вызывает течения.

Глубоководные океанические течения (также известные как термохалинная циркуляция) вызываются:

  • Плотность морской воды во всем мире варьируется из-за разницы в температуре и солености.Поверхностная вода нагревается солнцем, а теплая вода менее плотная. чем холодная вода. Точно так же пресная вода менее плотная, чем соленая. В северных широтах поверхностные воды охлаждаются очень холодным воздухом. Эта прохладная вода может стать плотнее, чем нижележащая вода, из-за чего он тонет. Опускание и перенос больших масс холодной воды вызывает термохалинную циркуляцию, которая обусловлена ​​плотностью градиенты из-за колебаний температуры и солености.

  • Вращение Земли также влияет на глубоководные океанические течения.

В общем, ветровые течения преобладают в верхних слоях океана, а термохалинная циркуляция движет глубинными океанами.


Как океанические течения идентифицируются на спутниковых снимках

Океанские поверхностные течения, более теплые, чем окружающая вода, могут иметь тепловую подпись, которую можно увидеть на снимках (Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR)). В зависимости от их теплового контраста (разница температур между двумя водными массами) океанические поверхностные течения могут иметь сильную или слабую тепловую сигнатуру. Поверхностные течения океана с достаточно сильным тепловой контраст, может быть легко обнаружен при измерениях температуры поверхности моря (SST), например.г. от AVHRR или Микроволновая печь со специальным датчиком / изображения (SSM / I). В зависимости от ветровых условий теплые течения также можно различить на снимках РСА с синтезированной апертурой, но это более тонкий эффект.

Высотомеры

обеспечивают чрезвычайно точные измерения расстояния от места нахождения спутника на орбите до поверхности земли. Эти точные измерения расстояний позволяют нам оценить высоту поверхности моря, которая может использоваться для определения областей с теплой и холодной водой (поскольку теплая вода расширяется, она «находится» немного выше, чем холодная вода), а также для определения топографических особенностей.На изображении ниже показаны данные, полученные со спутника TOPEX / Poseidon. На этом изображении используется цвет, чтобы показать предполагаемую топографию океана со стрелками, указывающими скорость и направление океанских течений. Обратите внимание, как течения движутся по часовой стрелке вокруг более высоких областей океана в северном полушарии. Это связано с эффектом Кориолиса.


Спутниковый снимок, показывающий глобальные океанические течения
(щелкните изображение, чтобы узнать больше)


Течение влияет на местный прибрежный климат и экосистемы

Апвеллинг относится к процессу, который является обычным для береговых линий континента и на экваторе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *