Статьи по электричеству: Статьи по теме «электричество» — Naked Science

Содержание

Статьи на тему электробезопасности и электромонтажа

Статьи0 Комментариев

Почему гудят высоковольтные провода?

Администрация2022-02-25T10:12:30+03:00

Кому приходилось находиться вблизи высоковольтных ЛЭП (линий электропередач) наверняка доводилось слышать, как гудят высоковольтные провода. Монотонные звуковые колебания частотой 100 герц легко услышать и на территории трансформаторных подстанций и […]


Подробнее…

Статьи0 Комментариев

Какое направление фаз у генератора?

Администрация2022-02-25T10:18:34+03:00

Знакомство с трехфазной сетью переменных токов показывает, что представлена она тремя фазами с переменным напряжением синусоидальной формы, сдвинутых по фазе на 120°относительно друг друга. Теоретически в таком виде их […]


Подробнее…



Статьи0 Комментариев

Способы гашения дуги в силовых выключателях

Администрация2022-02-28T10:35:03+03:00

Коммутация электрических сетей связана с одной весьма серьезной проблемой. При разрыве электрической цепи в пространстве между размыкаемыми контактами за счет ионизации и термоионизации возникает электрическая дуга. Электрическую дугу, прежде […]


Подробнее…

Статьи0 Комментариев

Причины снижения напряжения в поселках

Администрация2022-02-25T10:21:50+03:00

Напряжение в электросети – важная характеристика качества электроэнергии. Для бытовых электроприборов одинаково опасны, как скачки напряжения в сторону увеличения, так и факты просадок напряжения, которые при положенных 220 вольтах […]


Подробнее…

Статьи0 Комментариев

Как оптимизировать расход электроэнергии?

Администрация2022-02-28T10:27:18+03:00

Мы все живем в тесном окружении огромного количества электрических приборов. Освещение, климат, досуг, приготовление и сохранение пищи – вот далеко не полный перечень элементов повседневности, требующий потребления электроэнергии. Естественно […]


Подробнее…

Статьиавтоматический выключатель0 Комментариев

Буквы B, C и D на автоматических выключателях

Администрация2022-02-25T10:02:39+03:00

Если Вам приходилось сталкиваться с маркировкой бытовых модульных автоматических выключателей (АВ), то наверняка обращали внимание, что перед цифрой обозначающей токовый номинал, стоит латинская буква (B, C или D). Чтобы […]


Подробнее…

СтатьиУЗО0 Комментариев

УЗО механическое или электронное: разница

Администрация2022-02-02T18:11:02+03:00

Электробезопасность – основная задача, которая доверена сегодня защитой автоматике. Во вводном электрическом щитке сегодня можно встретить различные элементы защиты. Обязательны к применению вводной автоматический выключатель с групповыми автоматами, защищающие […]


Подробнее. ..


Вступив в эпоху электричества… | Наука и жизнь

В природе нет ничего бесполезного.
Мишель Монтень

Фото Натальи Домриной.

Ветрогенераторы стали привычной деталью ландшафта многих стран. Фото Натальи Домриной.

Аэрофотоснимок системы солнечных электростанций, входящих в комплекс Solucar (Испания). На переднем плане солнечные электростанции параболического типа Solnova I (справа), III (слева спереди) и IV (слева сзади). В глубине расположены первая коммерческая солнечная электростанция башенного типа PS10, а за ней PS20. Фото: Abengoa Solar/Wikimedia Commons/CC BY 1.0.

Преобразователь волновой энергии «Oyster» («Устрица») в сборочном цеху. Электроэнергия вырабатывается за счёт качания верхней «створки». Фото: new.abb.com.

Испытание прототипа преобразователя волновой энергии «Pelamis Wave Power» у берегов Шотландии. Электроэнергия вырабатывается за счёт изгибания системы из нескольких секций под действием волн. Фото: P123/ Wikimedia Commons/PD.

‹

›

Открыть в полном размере

Символично, что первая статья самого первого номера журнала «Наука и жизнь» посвящена проблеме утилизации сил природы, которая остаётся актуальной и через 130 лет, в XXI веке. Журнал впоследствии ещё не раз возвращался к ней. Человеческая цивилизация с древности использовала то, что предоставляла ей природа: силу ветра, энергию текущей воды и солнечное тепло. Затем к ним добавилась сила пара. Однако научные открытия первой половины XIX века дали людям возможность использовать ещё одну могучую силу — электричество. Именно проблема преобразования сил природы в электроэнергию, что позволит не только по-новому их использовать, но и передавать на большие расстояния, — основная тема статьи.

Автор отмечает, что за менее чем полстолетия пар радикально изменил все условия жизни, и ожидает, что и новые открытия продолжат этот процесс. Разумеется, сейчас акценты сместились, появились новые источники энергии и новые способы использования старых источников, но некоторые из них обсуждались уже в конце XIX века.

Нашему современнику, наверное, покажется удивительным, что людей того времени приходилось уговаривать использовать электрическую энергию для освещения и других нужд. Особенно в общественных местах. В ход шли даже гигиенические аргументы: лучшее качество спектра излучения для зрения и то, что электрические лампы не потребляют кислород и, соответственно, не выделяют углекислый газ, способный вызвать отравление («Наука и жизнь» № 49, 1890 г.). Всё дело в том, что электроэнергия тогда стоила дорого, а лампы были очень недолговечны. До изобретения Александром Николаевичем Лодыгиным лампы накаливания современного типа с долговечной вольфрамовой спиральной нитью оставалось ещё три года.

«Эдисоновский свет», как его тогда называли по самой популярной конструкции электрических ламп американского изобретателя, использовавшего в них угольную нить, стоил в три раза дороже, чем освещение фотогеновой лампой, и в полтора раза дороже, чем светильным газом, хотя и в 9 раз дешевле стеариновых свечей. Зато тепла они выделяли почти в 20 раз меньше, чем газовые, и в 14 раз меньше, чем керосиновые. Срок службы ламп Эдисона был всего 40 часов. Самое дешёвое сырьё — фотоген — минеральное масло, подобное керосину, но получаемое не из нефти, а из бурого угля. Фотоген производился в России и некоторое время назывался керосином, возможно, поэтому автор не разделяет фотогеновые и собственно керосиновые лампы, тогда быстро набиравшие популярность. Светильный газ — это смесь водорода (50%) с метаном (34%) и другими газами, получаемая из каменного угля. Природный газ ещё не нашёл широкого применения и не добывался в значительных масштабах.

Высокая цена на электричество в первую очередь была связана с тем, что в то время ещё не были изобретены высоковольтные линии электропередачи переменного тока, имеющие малые потери энергии. Поэтому электроэнергия тогда передавалась только на очень короткие расстояния, как правило, не превышавшие 10—15 км, но и тогда потери доходили до 60% и выше. Так на упомянутом в статье руднике в Аризоне расстояние составило 12,5 км, а в городе Silver City — 6,5 км. На 1890 год в России имелся всего один пример использования гидроэлектростанции для питания станков — фабрика Козьмы Прохорова, на которую электроэнергия передавалась по линии в 6 верст.

Французский инженер Марсель Депре в 1882 году сумел передать электроэнергию на рекордные 57 км, используя напряжение до 2000 В. Однако тогда его оборудование было слишком громоздко для практического использования. Позднее, он решил эту проблему и, подняв напряжение до 6000 В, снизил потери на линии постоянного тока Крей — Париж длиной 56 км до 45%. Но автор статьи оптимистичен, верит в науку и уже предсказывает передачу электроэнергии за тысячи вёрст.

Заметим, что говоря о заслугах Депре, автору следовало бы упомянуть и о нашем соотечественнике Дмитрии Александровиче Лачинове, который много сделал для теоретического исследования вопроса о передаче электроэнергии на большие расстояния, в том числе первым в 1880 году сформулировал условия для этого.

Проблему передачи электроэнергии на большое расстояние в 1891 году решил российский физик-электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский, один из основоположников создания техники трёхфазного тока. Построенная по его проекту линия электропередачи с повышающим и понижающим трансформаторами доставила электроэнергию на невиданные тогда 170 км на международную выставку во Франкфурте-на-Майне. Там с этим изобретением познакомилось большое количество специалистов. Пожалуй, именно с этого момента и началась современная электрификация.

Но это ещё предстоит, а пока, в 1890 году, «Наука и жизнь» обсуждает идею приобретать электричество на складах или фабриках, а затем переносить домой в аккумуляторах, храня его, словно керосин в банках. Эта идея не покажется удивительной, если вспомнить, что электромобиль появился раньше, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. В какой-то степени эта идея реализована в современном мире. Нет, мы не ходим на специальные фабрики заряжать аккумуляторы, не храним их в кладовых и не используем для освещения. Но аккумуляторы использует различная мобильная аппаратура и техника, широко распространённая в наше время.

Вообще первый номер журнала вышел в переломное время: совсем недавно, в 1870 году, бельгийский изобретатель Зеноб Грамм, работавший во Франции, создал электрогенератор, позволивший вырабатывать электроэнергию в промышленных масштабах. Первые его машины осветили в 1878 году Париж. Тогда же появились и первые ГЭС. В 1879 электричество добралось до Санкт-Петербурга, где первым был освещён Литейный мост, а в 1881 году — до Москвы.

Современные линии электропередачи имеют потери всего 2—3%, но и их можно сократить, используя высокотемпературные сверхпроводники. Несколько таких линий уже действуют в Германии, США, Южной Корее и Японии. Правда, все они имеют довольно малую длину из-за сложности поддержания низких температур и дороговизны. Их достоинство в том, что на них можно подавать электроэнергию с тем напряжением, которое получают на электростанциях (6—20 киловольт) без повышения. Его так и называют — генераторным. При этом отпадает необходимость в сложных и дорогих трансформаторных подстанциях высокого напряжения.

Самая длинная из сверхпроводящих линий электропередачи запущена в 2014 году в Германии. Она имеет длину один километр и использует напряжение 10 киловольт, придя на замену обычной линии с напряжением 110 киловольт.

В России в 2020 году собираются запустить сверхпроводящую кабельную линию длиной 2,5 километра. Предполагается, что эта линия, рассчитанная на ток 2500 Ампер и напряжение 20 киловольт, соединит две подстанции в Санкт-Петербурге. В ней будет использован высокотемпературный сверхпроводник Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x с критической температурой 108 Кельвинов (-165 градусов Цельсия). До такой «высокой» температуры сверхпроводящего состояния проводник можно охлаждать просто жидким азотом. Система охлаждения будет забирать 0,5% передаваемой мощности.

Другой упомянутый в статье способ утилизации природной, а именно солнечной энергии, запатентованный американским химиком и изобретателем Эдвардом Вестоном (в статье Уестон), — предшественник солнечной электроэнергетики. Использованные Вестоном термоэлектрические батареи основаны на открытом в 1821 году немецким физиком Томасом Иоганном Зеебеком термоэлектрическом эффекте. Он заключается в том, что если две проволоки из разных металлов в одном месте соединить, то между двумя другими концами возникнет разность потенциалов, если эти концы и место соединения имеют разную температуру. Такое соединение двух металлов (термопара) в этом случае ведёт себя как гальванический элемент и может использоваться как источник тока.

Первую термобатарею для исследования эффекта создали в 1823 году Xанс Эрстед и Жан-Батист Фурье. Она содержала спаянные друг с другом в чередующемся порядке висмутовые и сурьмяные пластины. Один ряд спаев нагревался пламенем свечи, другой охлаждался льдом. Одним из первых применил термобатарею в качестве источника тока Георг Ом в 1826 году. К концу XIX века было изобретено большое число различных термобатарей, работавших от различных источников тепла. Заслуга Вестона в том, что он предложил в качестве источника солнечное тепло и использовал для запасания электроэнергии аккумуляторы.

В настоящее время подобные устройства называют термоэлектрическими генераторами (термоэлектрогенераторами). Они нашли своё применение, как правило, для работы в труднодоступных местах, где не требуется большая мощность. В частности, ими оснащают космические аппараты («Кассини», «Новые горизонты» и др. ), уходящие в дальний космос, где нельзя использовать солнечные батареи. Они использую тепло радиоактивного распада (радиоизотопные источники).

Термоэлектрогенераторы на основе тепловой энергии Солнца в настоящее время распространения не получили и серийно их не производят. Все построенные за много лет исследований установки так и остались всего лишь экспериментальными образцами. Работа над ними активно шла до конца 1960-х годов, в том числе и в СССР. Но сначала не было необходимости в использовании солнечной энергии, а затем появились более выгодные фотоэлектрические солнечные батареи.

Впрочем, исследования продолжаются, так что, возможно, мы ещё увидим солнечные термоэлектрогенераторы в деле. Особенно, если новые материалы позволят поднять долю превращаемой в электричество солнечной энергии до 25%. Пока она значительно ниже.

Зато ветряные электростанции сейчас распространены широко. В настоящее время они лидируют среди так называемых возобновляемых источников энергии, к которым относятся и солнечная, и ветровая энергия. Во всём мире, по данным British Petroleum, на них приходится 51% от всей электроэнергии от возобновляемых источников (1270 тераватт-часов или мощность 591 гигаватт). К слову, доля солнечных электростанций составляет около 24% (584,6 ТВт·ч). Ветроэнергетика в настоящее время поставляет 14% всей электроэнергии в странах ЕС. Самая высокая доля «ветра» в 2018 году у Дании (41%), затем следуют Ирландия (28%) и Португалия (24%). Мировым же лидером по производству ветроэлектричества является Китай (237 ТВт·ч за 2016 год), далее следуют США (227 ТВт·ч) и Германия (78,9 ТВт·ч).

Упомянутая в статье «мельница» Блита (в статье — Блис) диаметром почти 9 метров на его даче в Мэрикирке, построенная в 1887 году, считается первой ветряной электростанцией в мире. Любопытно, что Блит предложил избыточную электроэнергию жителям Мэрикирка для освещения главной улицы, однако те отклонили предложение, посчитав, что электроэнергия — это «работа дьявола». Хотя позднее он построил ветряную турбину для подачи аварийного питания в местную больницу, сумасшедший дом и амбулаторию, изобретение так и не завоевало популярность, поскольку эту технологию посчитали экономически нежизнеспособной. Так что следующая ветроэлектростанция появилась в Великобритании только в 1951 году.

Мощность ветрогенератора зависит от размера лопастей и высоты над поверхностью. Поэтому, если первая автоматически управляемая ветряная установка американского изобретателя Чарльза Браша (1888) имела диаметр ротора 17 метров, то рекордный генератор V164 мощностью 9,5 МВт производства датской фирмы Vestas (2014) имеет общую высоту 220 метров, а диаметр круга, ометаемого лопастями, 164 метра.

К недостаткам ветрогенераторов в первую очередь относятся их шум и вибрация почвы, а также дефицит подходящей для установки территории. Поэтому наиболее перспективными местами для их размещения считаются прибрежные зоны. На расстоянии 10—12 км от берега и дальше, где глубина не превышает 30 м, строятся так называемые офшорные ветряные электростанции (от английского offshore — в открытом море, дословно вне берега). Как правило, они образуют целые парки из нескольких десятков генераторов. Для больших глубин разрабатывают плавучие генераторы. Дания, Нидерланды и Германия даже собираются насыпать искусственный остров в Северном море для установки на нём ветрогенераторов.

Надо сказать, что в нашей стране ветряная и солнечная энергетика пока не играют существенной роли. В 2018 году они произвели 0,2 и 0,6 ТВт·ч электроэнергии, что значительно уступает и гидроэнергетике (190 ТВт·ч), и ядерным электростанциям (204 ТВт·ч), и тем более тепловым электростанциям (710 ТВт·ч).

В статье 1890 года неоднократно упоминаются аккумуляторы, в которых запасается электроэнергия. Связано это с двумя факторами. С одной стороны, первые гидроэлектростанции имели малую мощность и аккумуляторы позволяли в течение той части суток, когда электроэнергия не используется, накопить её для последующего применения. С другой стороны, одна из главных проблем использования энергии солнца и ветра — невозможность генерировать электроэнергию постоянно. Аккумуляторы решали и её.

Эти проблемы приходится решать и современным разработчикам энергетических систем. Выработанную электрическую энергию надо потреблять сразу, иначе возникнет проблема — куда её девать? А что делать, если потребление падает, например, ночью, а тепловые и атомные электростанции в отличие от гидроэлектростанций не способны быстро снизить производство энергии?

Основным устройством накопления энергии в мире стали гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), на них приходится 96% общей мощности аккумулирующих установок (на 2017 год — это 327 проектов мощностью 169 ГВт). Принцип их работы основан на том, что в случае избытка электроэнергии установка вместо производства энергии, наоборот, закачивает воду с нижнего уровня на верхний, чтобы потом при необходимости использовать её для вращения генераторов. Несмотря на то что первая подобная установка появилась ещё в 1882 году, активное строительство ГАЭС началось с 1970-х годов, параллельно с распространением атомной энергетики. В нашей стране в 2003 году запущена Загорская ГАЭС (Московская область) мощностью 1,2 ГВт.

Мощность аккумуляторных накопителей в 2016 году составила 3,4 ГВт (из них 41% приходится на литий-ионные батареи) и постепенно растёт, особенно в США. Их преимущество — высокая плотность хранения энергии. По очень оптимистичным оценкам Международного агентства по возобновляемой энергии IRENA, к 2030 году их мощность может вырасти до 250 ГВт.

Ещё два примера из статьи, казалось бы, не связанные с производством электроэнергии, тоже в итоге приводят к ней. Описанный опыт в Париже по использованию солнечной теплоты, в котором лучами солнца нагревался паровой котёл, а полученный пар применялся для приведения в действие машин, стал одной из предтеч современной гелиоэнергетики. В наши дни машины, непосредственно приводимые в движение паром, уже редкость, а вот использование энергии пара для генерации электроэнергии распространено широко.

Сейчас используются солнечные теплоэлектростанции трёх типов, различающихся способом собирания солнечной энергии. В теплоэлектростанциях башенного типа солнечное излучение собирается плоскими зеркалами-гелиостатами в центральном приёмнике-парогенераторе, находящемся на вершине башни. При использовании зеркал в виде длинных лотков, имеющих в разрезе параболическую форму, солнечный свет фокусируется на трубах с теплоносителем. И наконец, можно использовать тарелочное зеркало, похожее на спутниковую антенну, в фокусе которого размещается приёмник солнечной энергии с рабочей жидкостью.

Из зеркал создаются целые поля, где каждое из них ориентируется в пространстве индивидуально, следя за Солнцем. Благодаря этому на вершине башни, например, можно получить температуру до 1500°С и электрическую мощность до 200 МВт. Возможности системы ограничивает то, что эффективность доставки света к башне быстро падает с удалением зеркала от неё. Поэтому обычно размеры поля не делают большими. Это уменьшает вырабатываемую мощность, но увеличивает эффективность.

Так, построенная в 2007 году вблизи Севильи (Испания) первая в мире коммерческая солнечная теплоэлектростанция PS10 (от испанского Planta Solar — солнечный завод) использует 624 больших подвижных зеркала. Площадь каждого — 120 квадратных метров. Они фокусируют солнечный свет на вершине башни высотой 115 метров и диаметром 40 метров, где расположены приёмник и паровая турбина, приводящая в движение электрический генератор. Температура создаваемого пара 275°С, а вырабатываемая мощность — 11 МВт.

Крупнейшая в мере теплоэлектростанция Ivanpah Solar Electric Generating System (пустыня Мохаве, Калифорния, США), построенная в 2014 году, использует 173 500 гелиостатов площадью 14 квадратных метров каждый, фокусирующих солнечную энергию на трёх башнях. Они занимают площадь 1400 гектаров. Общая мощность системы около 400 МВт.

Солнечные теплоэлектростанции параболического типа несколько проще, поскольку находятся в одной плоскости и не требуют общей фокусировки в одну точку. Температура жидкости до 400°С. Таковы, например, установки серии Solnova Solar Power Station мощностью 50 МВт, входящие вместе с PS10 в Solucar Complex. Тарельчатые электростанции отличаются тем, что каждая тарелка может использоваться индивидуально. Однако их размер не превышает 20 метров, поскольку увеличение приводит к деформации зеркала и нарушению фокусировки. Мощность до 25 кВт. С помощью тарелочных зеркал можно создавать бытовые системы мощностью до 3 кВт.

Энергия морских волн использовалась в 1890 году в Оушен-Гров только для закачки воды, однако уже автор статьи предвидит, что её в будущем можно превратить в электрическую. Сейчас подобные установки называются волновыми гидроэлектростанциями (об этом можно прочитать в статье «Вода зажигает свет», «Наука и жизнь» № 2, 2015 г.). На сегодняшний день — это наименее используемый из возобновляемых источников энергии, хотя, по оценкам экспертов, общий потенциал волновой энергетики во всём мире около 2 ТВт.

В настоящее время волновая энергетика находится на этапе разработки, тестирования и изучения её влияния на окружающую среду. Подобные исследования ведутся в Финляндии, Швеции, Норвегии, Великобритании, Австралии, США, Китае и других странах с протяжённой береговой линией. В России работы в этом направлении проводит Уральский федеральный университет. Разработанная там мобильная волновая электростанция даже включена в список ста лучших изобретений России 2016 года. Пока что суммарная ожидаемая мощность волновой энергетики не превышает 20 МВт.

Двадцатый век принёс нам новые силы природы, о которых ещё даже не подозревали в далёком 1890-м году. Это, прежде всего, энергия ядерного распада, которую мы успешно освоили, и термоядерная энергия, которую ещё предстоит «утилизировать», ведь, по мнению большинства экспертов, именно за ней будущее. Кроме того, появились геотермальная, приливная, биотопливная и другие виды энергетики. Так что процесс утилизации сил природы продолжается и будет продолжаться, пока существует наша цивилизация.

Electricity News — ScienceDaily

Безбатарейное и беспроводное устройство обнаруживает коронавирус с помощью магнитострикционных композитных пластин

2 декабря 2022 г. Что, если бы вы могли определить, содержит ли ваше окружение частицы или капли COVID-19, в тот момент, когда они или вы оказались поблизости? Теперь это ближе к реальности. Исследователи разработали …

Проглатываемый датчик с автономным питанием открывает новые возможности для исследований кишечника

1 декабря 2022 г. Инженеры-исследователи разработали проглатываемую биосенсорную систему в форме таблетки без батареи, предназначенную для обеспечения непрерывного мониторинга в кишечной среде. Это дает ученым …

Ранчо будущего могут быть домом для коров, которые носят смарт-часы с датчиками, работающими от их движений

1 декабря 2022 г. Использование интеллектуальных технологий для мониторинга здоровья, репродуктивности, местоположения и условий окружающей среды крупного рогатого скота может помочь

Исследователи разгадывают 20-летнюю загадку оптического света

1 декабря 2022 г. Считалось, что невозможно дифференцировать энантиомеры хиральная молекула, использующая спиральные световые лучи — так было до сих пор. В настоящее время исследователи разработали новую хиоптическую технику …

Стабилизация литий-ионных аккумуляторов с помощью электролитной добавки, синтезированной микробами

30 ноября 2022 г. Литий-ионные аккумуляторы с катодами высокой плотности энергии необходимы для удовлетворения энергетических потребностей электроники и электромобилей нового поколения. Однако при высоких напряжениях батарея …

Новая оптика монохроматора для нежных рентгеновских лучей

30 ноября 2022 г. До сих пор было чрезвычайно утомительно выполнять измерения с высокой чувствительностью и высоким пространственным разрешением с использованием X -лучевой свет в нежном диапазоне энергий 1,5 — 5,0 кэВ. И все же этот рентгеновский свет…

Исследователи представили энергоэффективный метод повышения теплопроводности полимерных композитов

30 ноября 2022 г. Теплопроводные полимерные композиты состоят из ориентированных в определенных направлениях наполнителей, образующих пути для теплового потока. Однако традиционные методы контроля ориентации этих наполнителей …

Открытие механизма перехода металл-изолятор в фосфиде рутения предлагает новый взгляд на твердые тела

29 ноября 2022 г. Группа обнаружила невиданную ранее форму фосфида рутения с необычной конфигурацией атомов и электронов в охлажденном состоянии. Это может решить загадку того, как металл может быть …

Инженеры используют квантовые вычисления для разработки прозрачного покрытия для окон, которое блокирует тепло и экономит энергию

29 ноября 2022 г. Ученые разработали прозрачное покрытие для окон, которое может помочь охладить комнату, не использовать энергию и сохранить …

Уязвимость интеллектуальных инверторов к кибератакам необходимо выявлять и противодействовать, считают исследователи. для сопряжения с электрическими сетями. Как показывает новое исследование, эти …

Естественное охлаждение солнечных батарей

29 ноября 2022 г. Слишком много солнца и слишком много тепла могут снизить эффективность фотогальваники. Солнечная ферма с оптимально расположенными панелями, обращенными в правильном направлении, могла бы охлаждаться за счет конвекции, используя …

Протоны устраняют давнюю проблему в электронике на основе карбида кремния

29 ноября 2022 г. Карбид кремния (SiC) — многообещающий полупроводниковый материал для силовых электронных устройств, но он страдает от биполярной деградации, что сильно ограничивает срок его службы. Для решения этой давней …

Создан высокопроизводительный и компактный сборщик энергии вибрации для самозаряжающихся носимых устройств

29 ноября 2022 г. Исследовательская группа разработала микроэлектромеханическую систему (МЭМС) для сбора энергии пьезоэлектрической вибрации , диаметром всего около 2 см с U-образным металлическим усилением вибрации…

Исследователи создают метод получения нулевого авиационного топлива

29 ноября 2022 г. Междисциплинарная группа исследователей разработала потенциальный прорыв в зеленой авиации: рецепт нулевого топлива для самолетов, которые будут потреблять углекислый газ (CO2) из ​​…

Объяснимая физическая теория на основе ИИ для перспективного дизайна материалов

29 ноября 2022 г. Данные микроскопических изображений являются ключом к разработке маломощных, высокоскоростных электронных устройств. Однако сложно понять сложные взаимодействия в наноразмерных магнитных материалах. Исследовательская группа …

Физик определил, как плавятся электронные кристаллы

28 ноября 2022 г. Таинственные изменения фаз материи — от твердого к жидкому и обратно — очаровали некоторых исследователей. Исследователи определили промежуточную фазу между твердой и жидкой фазами …

Ученые демонстрируют непрерывную генерацию глубокого ультрафиолетового лазерного диода при комнатной температуре

25 ноября 2022 г. генерация лазерного диода глубокого ультрафиолета (длины волн до УФ-С …

Продемонстрирована спиновая корреляция между парами электронов

23 ноября 2022 г. Физики впервые экспериментально продемонстрировали наличие отрицательной корреляции между двумя спинами запутанной пары электронов из сверхпроводника. Для своего исследования ученые …

Ученые превращают макулатуру в детали аккумуляторов для смартфонов и электромобилей

23 ноября 2022 г. картонные коробки, в важнейший компонент литий-ионных аккумуляторов. Через процесс, называемый …

Обучение фотонных чипов «обучению»

22 ноября 2022 г. Исследовательская группа из нескольких учреждений разработала оптический чип, который может обучать машинному обучению …

Пятница, 2 декабря 2022 г.

  • Безбатарейное и беспроводное устройство обнаруживает коронавирус с помощью магнитострикционных композитных пластин

Четверг, 1 декабря 2022 г.

  • Проглатываемый датчик с автономным питанием открывает новые возможности для исследований кишечника
  • Ранчо будущего могут быть домом для коров, носящих датчики в стиле смарт-часов, работающие от их движений
  • Исследователи разгадывают 20-летнюю загадку оптического света

Среда, 30 ноября 2022 г.

  • Стабилизирующие литий-ионные аккумуляторы с электролитной добавкой, синтезированной микроорганизмами
  • Новая оптика монохроматора для нежных рентгеновских лучей
  • Исследователи представили энергоэффективный метод повышения теплопроводности полимерных композитов

вторник, 29 ноября 2022 г.

  • Открытие механизма перехода металл-изолятор в фосфиде рутения предлагает новый взгляд на твердые тела
  • Инженеры используют квантовые вычисления для разработки прозрачного покрытия для окон, которое блокирует тепло и экономит энергию
  • По мнению исследователей, уязвимость интеллектуальных инверторов к кибератакам необходимо выявлять и противодействовать
  • Охлаждение солнечных батарей естественным путем
  • Протоны устраняют давнюю проблему в карбидокремниевой электронике
  • Высокопроизводительный и компактный сборщик энергии вибрации, созданный для самозаряжающихся носимых устройств
  • Исследователи создают метод производства авиационного топлива с нулевыми выбросами
  • Объяснимая физическая теория на основе ИИ для перспективного проектирования материалов

Понедельник, 28 ноября 2022 г.

  • Физик определил, как плавятся электронные кристаллы

Пятница, 25 ноября 2022 г.

  • Ученые демонстрируют непрерывную генерацию лазерного диода глубокого ультрафиолета при комнатной температуре

Среда, 23 ноября 2022 г.

  • Продемонстрирована спиновая корреляция между парными электронами
  • Ученые превращают макулатуру в детали аккумуляторов для смартфонов и электромобилей

вторник, 22 ноября 2022 г.

  • Обучение фотонных чипов «обучению»
  • Исследователи Eye Embroidery как недорогое решение для создания носимой электроники

Понедельник, 21 ноября 2022 г.

  • Возможное изменение правил игры для микроэлектроники следующего поколения
  • Исследование выявило самые тонкие ступени лестницы, состоящие из различных электрических потенциалов
  • Отчет об анализе отходов малых модульных реакторов

Пятница, 18 ноября 2022 г.

  • Плодовые мушки используют корректирующие движения для сохранения стабильности после травмы
  • «Баттерфляй Бот» — самый быстрый плавающий мягкий робот

Четверг, 17 ноября 2022 г.

  • Сеть квантовых островов может раскрыть секреты мощных технологий
  • Шок для системы: использование электричества для поиска материалов, которые могут «обучаться»
  • Мощные электростатические приводы для создания искусственных мышц
  • Помеха полупроводникового процесса — статическая — решается с помощью подошвы обуви

вторник, 15 ноября 2022 г.

  • Новые открытия, сделанные в отношении многообещающего материала для солнечных элементов, благодаря новому микроскопу
  • Понимание причуды церия может помочь улучшить хранение энергии в масштабе сети
  • Материал нового поколения, который адаптируется к своей истории

Понедельник, 14 ноября 2022 г.

  • Благодаря новой термообработке металлы, напечатанные на 3D-принтере, могут выдерживать экстремальные условия
  • Исследователь получил высокую оценку за превосходное решение алгоритмической загадки 1950-х годов
  • Торможение литий-ионных аккумуляторов для предотвращения возгорания
  • Преобразование между различными топологическими спиновыми текстурами

Пятница, 11 ноября 2022 г.

  • Улучшение характеристик безэлектродных плазменных двигателей для космических двигателей
  • Исследователи учатся выращивать кристаллические материалы, состоящие из золотых кластеров нанометрового размера

Четверг, 10 ноября 2022 г.

  • Имитация жизни: прорыв в неживых материалах

Среда, 9 ноября 2022 г.

  • Кремниевый наночип поможет справиться с травматической потерей мышечной массы
  • Магнетизм или не магнетизм? Влияние подложек на электронные взаимодействия.

вторник, 8 ноября 2022 г.

  • Исследователи разработали сверхбыстрый новый метод производства высокопроизводительных термоэлектрических устройств
  • Исследователи разрабатывают материал, который имитирует то, как мозг хранит информацию
  • Ультратонкие солнечные элементы обещают улучшить характеристики спутников
  • Керамика, дышащая кислородом при более низких температурах, помогает нам дышать более чистым воздухом

Понедельник, 7 ноября 2022 г.

  • Четкое видение нового мира — исследователи создают прототип нового поколения квантовой микроскопии

Пятница, 4 ноября 2022 г.

  • Молекулярные двигатели, управляемые светом, загораются
  • Новое исследование представляет лучшие графитовые пленки

Четверг, 3 ноября 2022 г.

  • Новая технология обработки отходов эффективно превращает сточные воды в биогаз
  • Новый материал сделает возможным локально гибкие диоды
  • Новый взгляд на разработку солнечных элементов

Среда, 2 ноября 2022 г.

  • Этот простой материал может удалять углекислый газ из дымовых труб электростанций

Понедельник, 31 октября 2022 г.

  • Двумерные нанолисты в качестве анодов в литий-ионных батареях: ответ в листах

Пятница, 28 октября 2022 г.

  • Более быстрый эксперимент по поиску и изучению топологических материалов

Четверг, 27 октября 2022 г.

  • Новые гибридные структуры могут проложить путь к более стабильным квантовым компьютерам
  • Революционная технология более эффективного производства водорода из воды

Среда, 26 октября 2022 г.

  • Оценка воздействия на окружающую среду будущих «фабрик Хиггса»
  • Глобальное сотрудничество позволило странам сэкономить 67 миллиардов долларов на затратах на производство солнечных панелей
  • Ученые обнаружили материал, который можно сделать как пластик, но проводящий как металл
  • Пределы извлечения лития из термальной воды
  • Сенсибилизированные красителем солнечные элементы установили новый рекорд
  • Инженеры освещают путь к нервно-управляемым протезам будущего

вторник, 25 октября 2022 г.

  • Первый квазичастичный конденсат Бозе-Эйнштейна

Суббота, 22 октября 2022 г.

  • Улучшение светопоглощения в тандемных солнечных элементах перовскит/кремний

Пятница, 21 октября 2022 г.

  • Двойная проблема, когда 2 стихийных бедствия поражают инфраструктуру электропередач

Четверг, 20 октября 2022 г.

  • Обеспечение доступности электроэнергии на автомагистралях с беспроводной зарядкой
  • Новая вычислительная архитектура: глубокое обучение с помощью света

Среда, 19 октября 2022 г.

  • Физики подтверждают заминку в структуре протона

вторник, 18 октября 2022 г.

  • Световые молекулярные качели

Понедельник, 17 октября 2022 г.

  • Благословение или проклятие? Как пандемия и война влияют на энергетические переходы
  • Новый подход улучшит доступ пользователей к зарядным станциям для электромобилей

Пятница, 14 октября 2022 г.

  • Наблюдение за литием в режиме реального времени может улучшить характеристики материалов для аккумуляторов электромобилей
  • Изменение направления: исследовательская группа обнаружила переключаемую электронную хиральность в ахиральном сверхпроводнике Кагомэ
  • Уточнение свойств материалов для более качественных дисплеев

Четверг, 13 октября 2022 г.

  • Ученые подсчитали электрические заряды в одной наночастице катализатора вплоть до электрона
  • Крошечные частицы работают вместе, чтобы делать большие дела

Среда, 12 октября 2022 г.

  • Как усовершенствованный оптический пинцет произвел революцию в манипуляциях с клетками
  • Физики исследуют «удивительные» свойства морфинга сотового материала
  • Прорыв в области аккумуляторных технологий прокладывает путь к массовому внедрению доступного электромобиля
  • Более экологичные грузоперевозки принесут пользу обездоленным калифорнийцам больше, чем более экологичные здания

Вторник, 11 октября 2022 г.

  • Инженеры-материаловеды работают над новым материалом для компьютерных микросхем
  • Инженеры плетут передовую ткань, которая может охлаждать владельца и согревать его

Пятница, 7 октября 2022 г.

  • Спящий режим делает Energy Internet более энергоэффективным
  • Число детей, госпитализированных из-за травм от электросамокатов, резко возросло с 2011 по 2020 год

Четверг, 6 октября 2022 г.

  • Изменения в борьбе с изменением климата: заправки подходят для повседневного использования
  • Европа может быстро отказаться от импорта российского природного газа
  • Аккумулятор, который проходит 630 км без подзарядки
  • Компьютерное прогнозирование износа двигателей
  • Блок питания: понимание нестабильных сетей
  • «Плотный» потенциал наноструктурированных сверхпроводников
  • Реакторы на месте могут по доступной цене превращать CO2 в ценные химические вещества
  • Ученые разработали недорогое устройство, которое может собирать энергию легкого бриза и хранить ее в виде электричества

Вторник, 4 октября 2022 г.

  • Вождение на высоте? Химики продвигаются вперед к анализатору дыхания марихуаны
  • Защита самолетов и ветряных турбин ото льда

Понедельник, 3 октября 2022 г.

  • Система сбора солнечной энергии может генерировать солнечную энергию 24/7
  • Искусственный фермент расщепляет воду

Четверг, 29 сентября 2022 г.

  • Чистый водород: долгожданное решение для секторов, трудно поддающихся сокращению?
  • Сохранение холода: распространенный хладагент показывает перспективы для вторичной переработки металлов
  • Исследователи сделали снимки выбросов углекислого газа из двигателя коммерческого самолета

Статьи по теме «Электричество» WJ Beaty

Сборка этих электрических устройств

Проекты статического электричества, все, что связано с высоким напряжением и слабым током, в одном месте.

Ультра-простой электрический
Генератор
Покрутите магнит, зажгите лампочку. Дополнение к «Beakman Motor».
Задача: заставить одно управлять другим.

Плазменные шары, сделайте «глаз бури» с помощью крошечного
Катушка Тесла и полиэтиленовый пакет с аргоном.

3D электронное поле
смотровая бутылка
На самом деле ВИДЕТЬ невидимые электростатические и магнитные поля с помощью
используя удивительные возможности детского масла.

Машина Фарадея
, генератор без катушек
Покрутите несколько заглушек медных труб в ртутных бассейнах. Создавайте огромные электрические
токи.

Плазменный шар без вакуума
насос Устройство Radio Shack «Eye of the Storm» было бы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО
впечатляет, если бы не этот стеклянный шар…

Электростатический
Громкоговорители
Марка Рехорста. Никаких магнитов, никакого магнетизма, этот динамик использует силу напряжения.

Почти как колебание самого воздуха.

Генераторы VandeGraaff
Инструкции для получения удовольствия от 500 000 вольт, включая
найти дешевый,
исходники планов, FAQ,
отлаживать…

MAGLEV CRADLE
Поднимает стержневой магнит снизу. Используйте это, чтобы установить комнатную температуру
Обман сверхпроводника?

Ваш собственный пикоамперметр.
Если у вас уже есть цифровой вольтметр, используйте его еретически:
в качестве наноамперметра можно измерять даже пикоамперы.

Плазма Ball Lightning в вашей микроволновке
Продемонстрировать «мазерную теорию» формирования шаровой молнии.

смешно
чувствительный детектор заряда

Соберите эту простую схему и определите минимальные уровни электрических разрядов.
заряжать на больших расстояниях. Сбивайте с толку зрителей «таинственными
голосовые команды», удерживая его и шаркая обувью по ковру.

Дулук Сухая свая

«Батарея» с таким количеством ячеек, что появляются электростатические эффекты.

Опасные эксперименты
с большой конденсаторной батареей
Никто не умер просто от того, что прочитал это. Но держитесь подальше от на самом деле
выполнение любой из этих демонстраций.

Кислота/Основа Золотарник
секрет
Используйте батарейку, чтобы рисовать красные линии на мокрой желтой бумаге

Ультразвук высокой мощности
Разбивает воду в тонкий туман. Соберите немного в миску. Исследуйте это с
высокое напряжение, посмотрим, что произойдет.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ
ГЕНЕРАТОР, «Гроза Кельвина»
Электростатический генератор на основе
на капающей воде. Также см. ВСТРОЕННУЮ ВЕРСИЮ

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ МОТОР
из пластиковых бутылок из-под попсы.
Кто сказал, что «статическое электричество» должно оставаться статичным или что оно бесполезно и
слабый?

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ
ГЕНЕРАТОР, простой
Простое устройство, которое можно использовать для питания двигателя поп-бутылки.

Советы для
строительство электростатических устройств
Строительство устройств на 500 000 вольт в подвале? Избегайте этих ловушек.

Решение влажности
Проблемы
Егор! Активируйте массив осушителей!

МНОЖЕСТВО
ЭЛЕКТРОМЕТР
Собери и УВИДИ электростатические поля!

VISIBLE CURRENT
Создайте это устройство с движущимися светодиодами, которое делает текущие заряды видимыми в
провода. Не было бы легче понять «электричество», если бы вы могли его ВИДЕТЬ
движущийся?

Невероятно простой способ
сделать кабель на 100 ампер.
Во всем мире учителя физики смотрят на это и говорят
«Дох!»

Нитевидные потоки
электростатического ветра
Поиграйте с этими странными «нитями» высокоскоростного высоковольтного воздуха.

Вращающийся диск
устройство делает электронные поля видимыми

Идея для опасных вращающихся механизмов, обнаруживающих невидимое поле
узоры.

НАСТОЯТЕЛЬНО РЕКОМЕНДУЕМЫЕ КНИГИ

Книги, но и один веб-сайт. Симулятор цепи Пола Ф. делает то, что я
всегда мечтал: использует концепцию «потока заряда» для анимации сложного
схема без необходимости
аппаратное обеспечение. Медленный
заряды перемещаются, и поверхностный заряд проводов появляется как изменяющийся
красный и зеленый!

Симулятор схемы Java Пола Фалстада
http://www.falstad.com/circuit/

С 1980-х годов предложения учебников K12 улучшались. Когда я
впервые начал эти статьи в 1986 году. Я не мог найти ни одного текста, который не был бы
задыхается от ошибок и вводящих в заблуждение концепций.

Опубликовано

в

от

admin

Метки:

Комментарии

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *