Совет 1: Что такое ампер

Единица «ампер» используется для измерения силы электрического тока во всем мире. Но мало кто задумывается над тем, по какой причине данная единица измерения получила именно такое название.
Свое название единица измерения силы тока «ампер» получила от фамилии французского физика Анри-Мари (по другой транскрипции - Андре-Мари) Ампера, жившего в период с 1775 по 1836 год. Основной сферой его деятельности было изучение электромагнитных явлений, при этом он установил, в частности, что сила магнитного поля, создаваемого проводником с током, зависит именно от силы этого тока, а не от напряжения. Именно по этой причине в его честь названа единица силы тока, а не какой-либо иной электрической величины.Другими областями физики Анри Ампер интересовался мало. Тем не менее, именно он придумал термин «кибернетика», а вовсе не Норберт Винер, который лишь присвоил ему новое значение. Термин «кинематика», означающий область физики, который во всех средних школах изучается даже раньше электромагнитных явлений, также придуман Ампером. Также он занимался ботаникой и даже философией.Если расположить параллельно в безвоздушном пространстве два бесконечно тонких провода, разместить их на расстоянии ровно в один метр друг от друга, и пропустить через каждый из них ток в один ампер, они будут взаимодействовать между собой с силой в два на десять в минус седьмой степени ньютонов. При этом, через каждый из них будет проходить 6,2415093 на десять в восемнадцатой степени электронов в секунду.Ампер связан с другими единицами измерения: вольтом, омом и ваттом. Если к проводнику сопротивлением в один ом приложить напряжение в один вольт, через него потечет ток в один ампер. При этом, на нем будет выделяться в виде тепла мощность в один ватт.Если для измерения длины и веса в разных странах мира применяются различные единицы, то вольт, ампер, ом и ватт приняты в качестве официальных единиц измерения, соответственно, напряжения, тока, сопротивления и мощности во всех странах мира без исключения.

Совет 2: Что такое блуждающие токи

Блуждающие токи – электрические токи в земле, которые появляются при использовании ее в качестве проводящей среды. Под их действием возникает коррозия металлических предметов, которые находятся в земле или же соприкасаются с ней. Как правило, этими предметами являются оболочки электрических кабелей, различных строительных конструкций и трубопроводов.
Блуждающие токи характерны для электрифицированных железнодорожных и трамвайных путей, которые обслуживаются ненадлежащим образом или же аварийной утечки с линий электропередач. Иногда такими токами называют нулевые токи, которые существуют в не заземленных металлических конструкциях.

Источники блуждающего тока



Источниками токов в земле являются метрополитен, трамвай, электрифицированный постоянным током пригородный рельсовый транспорт. Провода в таких видах транспорта соединяются с плюсом источником тока, а минус, с обратным проводом – рельсовыми путями.
Продукты перегноя, щелочь, известь, кислые болотистые грунты содержащие известь, шлак, золу – создают все условия для интенсивной почвенной коррозии оболочек из металла.


По причине слабой изоляции дорожного полотна от земли, большого сопротивления рельсовых путей, а также нарушения стыков рельс, частично ток проходит к минусу источника питания посредством земли. Встречая на своем пути металлические оболочки кабелей, трубопроводы и другие подземные строения, токи проходят по этим проводникам и снова возвращаются в землю, чтобы попасть к минусу тяговой подстанции.

Во всей этой цепочке пути электрического тока существует явление электролиза. Где металлические оболочки кабелей и рельсовый путь являются электродами (анодом и катодом), а влажная земля, содержащая большое количество солей и кислот – электролитическая среда (электролит). А при перемещении постоянного тока сквозь электролит, электрод с более высоким потенциалом растворяется.
Электролиз – процесс выделения составных частей веществ, находящихся в растворе, при прохождении через него электрического тока.


Ученые рассчитали, что при величине блуждающего тока в один ампер, за один год разрушается 33 килограмма свинца, 3,95 килограмма алюминия и 9 килограмм железа. Самому сильному разрушению подвергается свинцовая оболочка на кабельных линиях.

Предупреждение блуждающих токов



Для защиты подземных сооружений и металлических оболочек кабелей от коррозии блуждающими токами принимают специальные меры:
- по возможности максимально снижают сопротивление рельсового пути, при помощи сварки стыков рельс и изоляции рельс от грунта.
- для снижения падения напряжения в рельсах применяют специальные линии из кабеля, соединяющего разные точки рельс с минусовой шиной подстанции.

Этими методами достигают значительную разгрузку рельсовой сети и снижение количества блуждающих токов.

Совет 3: Что такое кибернетика

«Кибернетес» и «губернатор». Что может быть общего между этими двумя словами, которые звучат и пишутся по-разному? А между тем, они фактически означают одно и то же. Ведь «кибернетес» греческого философа Платона и «губернатор» римлян переводится как «управляющий», «правитель над людьми».
Кибернетика как наука возникла достаточно давно. Однако развивалась неравномерно, довольно долго добиваясь признания ученых, критически настроенных к тем постулатам, которых придерживалась «наука об управлении людьми». Математик и физик Андре-Мари Ампер в своем знаменитом труде «Очерки по философии наук» определил кибернетику в разряд политических наук. Однако за последующие века интерес к этой науке был окончательно утрачен, да и само слово на некоторое время исчезло с горизонта не только обычных обывателей, но и научного сообщества.Новое рождение кибернетика получила в тот момент, когда технический прогресс подошел вплотную к проблематике обработки информации. В середине 20 века несколько фактором предопределили перспективы развития кибернетической науки. Сначала Дж. фон Нейман изобретает ЗВМ, а в 1948 г. Роберт Винер публикует свою книгу «Кибернетика или Управление и связь в живых организмах и машинах», В этой книге ученый определяет кибернетику как науку, которая изучает управление как общий механизм, свойственный человеку, животному и машине.Мощный скачок в развитии вычислительных приборов, огромный прогресс научных дисциплин, связанных с математикой и физикой, послужило также трамплином и для кибернетики. Сам термин через некоторое время потерял свое широкое, естественнонаучное значение, сосредоточившись лишь в областях сугубо физико-математических и информационных. Неудивительно, что термин «кибернетика» вскоре постепенно был заменен более точным и узкоспециальным словом «информатика».Возрождение кибернетики связывают с интернетом, который постепенно проникает во все области современной жизни и робототехники, перспективы развития которой становятся все более ясными. Ученые считают, что время кибернетики еще впереди. Она будет тем самым звеном, которое свяжет человека, окружающую среду и разумные кибернетические системы.
Видео по теме

Совет 4: Что такое электрон

Электрон – самая легкая электрически заряженная частица, которая участвует практически во всех электрических явлениях. Он, благодаря своей малой массе, наиболее вовлечен в развитие квантовой механики. Эти быстрые частицы нашли широкое применение в области современной науки и техники.
Слово ἤλεκτρον - греческое. Именно оно дало имя электрону. Переводится это слово как «янтарь». В древние времена греческие естествоиспытатели проводили различные эксперименты, которые заключались в натирании шерстью кусков янтаря, которые затем начинали притягивать к себе разные мелкие предметы. Электроном названа отрицательно заряженная частица, которая является одной из основных единиц, составляющих структуру вещества. Электронные оболочки атомов состоят из электронов, при этом их положение и число являются определяющими химических свойств вещества.О числе электронов в атомах различных веществ можно узнать из таблицы химических элементов, составленной Д.И. Менделеевым. Число протонов в ядре атома всегда равно числу электронов, которое должно быть в электронной оболочке атома данного вещества. Электроны вращаются вокруг ядра с огромной скоростью, и поэтому они не «падают» на ядро. Это наглядно сравнимо Луной, которая не падает, несмотря на то, что Земля ее притягивает.Современные представления физики элементарных частиц свидетельствуют о бесструктурности и неделимости электрона. Движение этих частиц в полупроводниках и металлах разрешает легко переносить и управлять энергией. Это свойство повсеместно используется в электронике, быту, промышленности, информатике и связи. Несмотря на то, что в проводниках скорость движения электронов очень маленькая, электрическое поле способно распространяться со скоростью света. Благодаря этому ток по всей цепи устанавливается моментально.Электроны, помимо корпускулярных, обладают еще и волновыми свойствами. Они участвуют в гравитационном, слабом и электромагнитном взаимодействиях. Устойчивость электрона следует из законов сохранения энергии и сохранения заряда. Эта частица – самая легкая из заряженных, и поэтому не может ни на что распасться. Распад на частицы более легкие запрещен законом сохранения заряда, а распад на более тяжелые, чем электрон частицы запрещен законом сохранения энергии. О точности, с которой выполнен закон сохранения заряда, судить можно по тому, что электрон, по крайней мере, за десять лет, своего заряда не теряет.
Видео по теме

Совет 5: Что такое сила тока

Электрический ток – наш незаменимый помощник, но может быть и источником серьезной опасности. Знать, в чем заключается сила тока и как ее правильно использовать без вреда для себя и окружающих, необходимо и полезно. Точно силу тока измеряют специальными приборами – амперметрами. Пользоваться современными цифровыми амперметрами очень просто.
В школьных учебниках физики электрическим током называют направленное движение электрических зарядов. Однако сопоставлять силу тока с расходом воды в трубе, а напряжение – с ее напором, неверно. Также неправильно будет отождествлять движение зарядов с перемещением свободных электронов.
Скорость дрейфа свободных электронов в проводниках очень мала - порядка 10 мм/с. Электрический ток – распространение электромагнитного поля в проводнике или в пространстве.


В чем же сила тока?



Если на проводник подать напряжение, то электрическое поле в нем изменится. Возникнет как бы ожидание подходящего поезда в метро. Вот, поезд подошел, двери открылись - это мы замкнули цепь: вставили штепсель в розетку, щелкнули выключателем. Люди пошли, в движении они выделяют энергию. Ее можно использовать: поставить, например, турникет, и пусть крутят.

То есть в электрическом поле есть запас энергии. Если равновесие поля нарушено – замкнута цепь, открыта некая дверь для зарядов – пойдет ток. Но чтобы его энергия превратилась в работу или тепло, ток должен испытывать определенное сопротивление. Носителей зарядов (электроны, ионы) «турникет» (нагреватель, мотор, лампочка) не возмутит, и они будут исправно работать на нас.

Итак, сила тока – его способность производить некоторое действие, обусловленная запасом энергии в электромагнитном поле. Но чтобы способность превратилась в работу или тепло, нужно еще приложить напряжение: слабосильный не прокрутит тугой турникет, даже если впереди путь свободен. 1 А тока при 1 В напряжения даст работу в 1 Дж и, если она будет произведена в течение 1 с, то мощность получится в 1 Вт. Но при нулевом напряжении ток любой силы работы не произведет – его сила будет потрачена впустую.
Ток очень большой силы при практически полном отсутствии напряжения возможен в сверхпроводниках.


Как измеряют силу тока



Силу тока измеряют специальными приборами – амперметрами. В бытовых тестерах-мультиметрах тоже есть режим измерения тока; на переключателе он обозначается буквами A (амперы) или mA (миллиамперы; 1 mA = 1/1000 A).

Чтобы измерить ток обычным амперметром или тестером, его нужно включить в разрыв провода. Сейчас есть амперметры, позволяющие измерять ток, не нарушая электрическую цепь. Для этого либо к проводу прикладывают специальный датчик (датчик Холла), либо охватывают провод кольцом амперметра – токовых клещей. В том и другом случае измеряется магнитное действие тока, по которому и судят о его силе.

Действие тока на человека



Действие тока на человека зависит от его вида – постоянный или переменный – времени воздействия и силы тока. Самый опасный – ток промышленной частоты 50/60 Гц, тот самый, который в розетке. Его действие на человека определяют, считая время воздействия в 1 с.
Значение промышленной частоты 50/60 Гц сложилось исторически и технически невыгодно. Прежде чем это стало понятно, мировая энергетика сложилась, и изменить частоту теперь невозможно.


Ток силой в 0,1 mA для человека неощутим. Ток в 1 mA вызывает легкое пощипывание. 3 mA дают ощутимый удар, а после – озноб и другие неприятные ощущения; со временем возможно проявление разных побочных эффектов. 10 mA вызывают судороги, это неотпускающий ток. 100 mA считается током смертельным, если пострадавший в течение 15 мин не был доставлен в реанимацию.

Ток через проводник зависит от приложенного напряжения, как рывок толпы к дверям – от напора сзади. Эта зависимость выражается известным законом Ома.

Сопротивление тела человека может изменяться в широких пределах, поэтому для правил электробезопасности берут наименьшее из возможных значений – 1000 Ом. Исходя из этого безопасным напряжением считается 12 В и менее.

Эффективной мерой защиты от поражения электротоком является защитное заземление. По аналогии с ринувшейся толпой: ей широко открывают запасной вход, и она свободно проходит туда, никого не затоптав.
Видео по теме
Источники:
  • ГОСТ 8.022-91

Совет 6: Что такое сила Ампера

Силой Ампера называют силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током, помещенный в него. Ее направление можно определить воспользовавшись правилом левой руки, а также по правилу часовой стрелки.
Инструкция
1
Если в магнитное поле поместить металлический проводник с током, то на него будет действовать сила со стороны этого поля, сила Ампера. Ток в металле — это направленное движение множества электронов, на каждый из которых действует сила Лоренца. Силы, действующие на свободные электроны, имеют одну величину и одинаковое направление. Складываясь друг с другом, они дают результирующую силу Ампера.
2
Сила получила свое название в честь французского физика и естествоиспытателя Андре Мари Ампера, который в 1820 году экспериментально исследовал действие магнитного поля на проводник с током. Изменяя форму проводников, а также их расположение в магнитном поле, Ампер определил силу, действующую на отдельные участки проводника.
3
Модуль силы Ампера пропорционален длине проводника, силе тока в нем и модулю индукции магнитного поля. Он зависит также от ориентации данного проводника в магнитном поле, другими словами, от угла, который образует направление тока по отношению к вектору индукции магнитного поля.
4
Если индукция во всех точках проводника одинакова и магнитное поле однородное, то модуль силы Ампера равен произведению силы тока в проводнике, модуля магнитной индукции, в котором он находится, длины этого проводника и синуса угла между направлениями тока и вектора индукции магнитного поля. Данная формула верна для проводника любой длины, если при этом он полностью находится в однородном магнитном поле.
5
Для того чтобы узнать направление силы Ампера, можно применить правило левой руки: если поставить левую руку так, чтобы четыре ее пальца указывали направление тока, при этом линии поля входили бы в ладонь, то направление силы Ампера покажет отогнутый на 90° большой палец.
6
Поскольку произведение модуля вектора индукции магнитного поля на синус угла представляет собой модуль компоненты вектора индукции, которая направлена перпендикулярно проводнику с током, ориентацию ладони можно определить по этой компоненте. Перпендикулярная составляющая к поверхности проводника должна при этом входить в открытую ладонь левой руки.
7
Для определения направления силы Ампера существует другой способ, его называют правилом часовой стрелки. Сила Ампера направлена в ту сторону, откуда кратчайший поворот тока к полю виден против часовой стрелки.
8
Действие силы Ампера можно продемонстрировать на примере параллельных токов. Два параллельных провода будут отталкиваться, если токи в них направлены противоположно друг другу, и притягиваться, если направления токов совпадают.

Совет 7: Что такое двухъядерный компьютер

Двухъядерный компьютер – это компьютер, центральный процессор которого имеет два ядра. Такая технология позволяет повысить производительность его работы в достаточно большой степени.

Что собой представляет двухъядерный процессор



Двухъядерный процессор - это процессор, на одном кристалле которого находится два ядра. Каждое из ядер имеет, как правило, архитектуру Net Burst. Некоторые из двухъядерных процессоров поддерживают также технологию Hyper-Threading. Данная технология позволяет осуществлять обработку процессов в четырех независимых потоках. Это означает, что один такой двухъядерный процессор с данной технологией (физический) заменяет или эквивалентен четырем логическим процессорам, с точки зрения операционной системы.

Итак, каждое ядро двухъядерного процессора имеет свой собственный кэш второго уровня определенного объема памяти, а также общий кэш с в два раза большей памятью. Как правило, кристаллы, на которых изготавливаются двухъядерные процессоры, имеют размер порядка двухсот квадратных миллиметров с количеством транзисторов, превышающим двести миллионов единиц. Стоит заметить, что при таком огромном количестве элементов данный процессор, казалось бы, должен выделять большое количество тепла и, следовательно, соответствующим образом охлаждаться. Однако это не так.

Наибольшая температура поверхности кристалла составляет около 70оС. Это обусловлено тем, что напряжение, питающее процессор, не превосходит полутора Вольт, а наибольшее значение силы тока составляет сто двадцать пять Ампер. Таким образом, увеличение количества ядер не приводит к существенному увеличению энергопотребления, что очень важно.

Преимущества компьютеров с двухъядерными процессорами



Необходимость в увеличении количества ядер процессора возникла, когда стало понятно, что дальнейшее увеличение его тактовой частоты не приводит к значительным улучшениям в производительности. Компьютеры с двухъядерными процессорами направлены на использование приложений, использующих многопоточную обработку информации. Поэтому польза от такого компьютера возможна не для всех программ. К числу программ, использующих возможности двух ядер, можно отнести такие, как, например, программы рендеринга трёхмерных сцен, программы обработки видеоизображений или аудиоданных. Также двухъядерный процессор принесет пользу при одновременной работе сразу нескольких программ на ПК. В связи с этим, такие процессоры обычно используют в компьютерах, предназначенных для работы с графикой, а также для работы с офисными программами. Таким образом, для игровых нужд данная технология второго ядра почти бесполезна.
Видео по теме

Совет 8: Что такое молния

Молния - это мощнейший электрический разряд, который возникает при сильной электризации туч. Разряды молнии могут происходить как внутри облака, так и между соседними облаками, которые сильно наэлектризованы. Иногда разряд происходит между землей и наэлектризованным облаком. Перед вспышкой молнии возникают разности электрических потенциалов между облаком и землей или между соседними облаками.
Одним из первых, кто установил взаимодействие электрических разрядов в небе, был американский ученый, который по совместительству занимал важный государственный пост - Бенджамин Франклин. В 1752 году им был проведен интересный опыт с бумажным змеем. К его шнуру испытатель прикрепил металлический ключ и вовремя грозы запустил змея. спустя некоторое время, молния ударила в ключ, испуская сноп искр. С тех пор молния начала детально изучаться учеными. Это удивительное явление природы может быть чрезвычайно опасно, нанося серьезные повреждения линиям электропередач и другим высоким постройкам.Основная причина возникновения молнии кроется в столкновении ионов (ударной ионизации). Электрическое поле тучи имеет очень большую напряженность. В таком поле свободные электроны получают огромное ускорение. Сталкиваясь с атомами, они ионизируют их. В конечном итоге возникает поток быстрых электронов. Ударная ионизация образует плазменный канал, по которому проходит основной импульс тока. Происходит электрический разряд, который мы наблюдаем в виде молнии. Длина такого разряда может достигать нескольких километров и продолжаться до нескольких секунд. Молния всегда сопровождается яркой вспышкой света и громом. Очень часто молнии возникают во время грозы, однако случаются и исключения. Одним из самых неизученных учеными природных явлений, связанных с электрическими разрядами, является шаровая молния. Известно лишь, что возникает она внезапно и может нанести значительный ущерб. Так почему молния такая яркая?Сила электрического тока при ударе молнии может достигать 100 000 Ампер. При этом выделяется огромная энергия (около миллиарда Джоулей). Температура основного канала достигает почти 10 000 градусов. Эти характеристики и рождают яркий свет, который можно наблюдать при разряде молнии. После такого мощного электрического разряда наступает пауза, которая может длиться от 10 до 50 секунд. За это время основной канал почти гаснет, температура в нем падает до 700 градусов. Учеными установлено, что яркое свечение и нагрев плазменного канала распространяются снизу вверх, а паузы между свечениями составляют всего десятки долей секунд. Именно поэтому несколько мощных импульсов человек воспринимает как единую яркую вспышку молнии.
Видео по теме

Совет 9: Что такое амперметр

Амперметры - приборы для измерения силы тока в электрических цепях. По принципу работы амперметры бывают - магнитоэлектрические, электромагнитные, термоэлектрические, электродинамические и другие.
Устройство, с помощью которого измеряют силу протекающего по цепи тока, называют амперметром. Поскольку значения, которые выдает прибор (сила тока), зависят от сопротивления элементов внутри амперметра, то оно должно быть очень низким.
Внутреннее устройство амперметра зависит от целей использования, вида тока и принципа работы.
Бывают амперметры, которые реагируют не на величину сопротивления проводника, а на излучаемое им тепло или магнитные волны.


Магнитоэлектрические амперметры




Устройства, реагирующие на магнитные явления (магнитоэлектрические) применяют для того, чтобы замерить токи очень маленьких значений в цепях с постоянным током. Внутри них нет ничего лишнего, кроме катушки, подсоединенной к ней стрелки и шкалы с делениями.


Электромагнитные амперметры




В отличие от магнитоэлектрических их можно применять и для сетей с переменным током, чаще всего в цепях промышленного назначения с частотой в пятьдесят герц. Электромагнитным амперметром можно пользоваться для замеров в цепях с большой силой тока.


Термоэлектрические амперметры




Используют для измерения переменного тока с высокой частотой. Внутри прибора установлен нагревательный элемент (проводник с высоким сопротивлением) с термопарой. Из-за проходящего тока нагревается проводник, и термопара фиксирует величину. Из-за возникающего тепла отклоняется рамка со стрелкой на определенный угол.


Электродинамические амперметры




Можно применять не только для замеров силы постоянного тока, но и переменного. Из-за особенностей прибора, его можно применять в таких сетях, где частота достигает двухсот герц.
Электродинамический амперметр используется в основном как контрольный измеритель для проверки приборов.
Они сильно реагируют на сторонние магнитные поля и на перегрузки. Из-за этого в качестве измерителей используются редко.


Ферродинамические




Очень надежные приборы, которые обладают высокой прочностью и мало подвергаются воздействию магнитных полей, возникающих не в приборе. Такого рода амперметры устанавливают в автоматические контролирующие системы как самописцы.

Бывает так, что шкалы прибора недостаточно и необходимо увеличить значения, которые стоит замерить. Чтобы этого достичь используется шунтирование (проводник с высоким сопротивлением присоединяется параллельно прибору). Например, чтобы установить значение силы в сто ампер, а прибор рассчитан всего на десять, то присоединяют шунт, у которого значение сопротивления в девять раз ниже, чем у прибора.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500