Краткая история электричества

Среди областей физики электричество - одна из самых молодых. Его развитие произошло после открытия первого пригодного для использования источника постоянного электричества - элемента Вольт - в 1800 году.

XIX век пережил вихрь электрических открытий и изобретений в области электричества. Самые известные имена того времени - Алессандро Вольта, Андре Мари Ампер, Георг Симон Ом, Ганс Кристиан Эрстед, Майкл Фарадей. Пионерский период завершился в 1865 году созданием теории электромагнитного поля Джеймсом Клерком Максвеллом.

Период второй половины 19 века ознаменовался техническим применением электричества, изобретением различных электроприборов (генератор, дуговая лампа, лампочка, электродвигатель, телефон) и их внедрением в производство и домашнее хозяйство. Среди известных физиков и изобретателей того времени такие имена, как Генрих Герц, Уильям Томсон Лорд Кельвин, Томас Альва Эдисон, Вернер фон Сименс, Никола Тесла, Александр Грэм Белл.

Третий период начался с открытия электрона в 1897 году Дж. Дж. Томсоном. Это опровергло существующие представления об электрической жидкости внутри веществ и позволило надежно объяснить природу большинства электрических явлений. Следующими шагами вперед были квантовая теория Планка, теория относительности Эйнштейна и открытие других субатомных частиц - протона в 1911 году и нейтрона в 1932 году. Вакуумная трубка стала новым компонентом в электротехнике, сделав возможным радиопередачу и прием. В остальном на протяжении первой половины ХХ века было характерно массовое распространение электроэнергии.

Во второй половине 20 века самым важным открытием стало явление транзистора в 1947 году, сделанное Джоном Бардином, Уильямом Браттейном и Уильямом Шокли. Освоив технологию производства полупроводниковых полупроводников, транзистор стал основой электронных схем, используемых практически во всех распространенных электронных устройствах (современные процессоры или микропроцессоры содержат от миллионов до миллиардов микроскопических транзисторов и составляют основу компьютеров, мобильных телефонов и многих других электронных устройств).

Сегодня электричество - обычная и неотъемлемая часть жизни людей в виде различных бытовых приборов, средств производства, средств связи и развлекательных технологий.

История электричества на сайте Школа для электрика:

Эпоха электричества: подборка фотографий по истории электротехники

Освещение оперного театра в Одессе в 1887 году, первая электростанция переменного тока

Краткая история робототехники

История электросчетчика

Борис Якоби - создатель электродвигателя, гальванопластики и телеграфного аппарата, печатающего буквы

Электротехнический институт императора Александра III в Санкт-Петербурге на фотографиях 1910 года

Гидроэлектростанция Оуэн-Фолс (Налубале) в Уганде

Историческая электростанция Эймса в США, 1891 г

Приливная электростанция Ля Ранс во Франции

Гиндукушская ГЭС - из прошлого в настоящее, фотографии с экскурсии

История фотовольтаики, как были созданы первые солнечные батареи

Уильям Томсон, лорд Кельвин - биография знаменитого физика, изобретателя и инженера

История изобретения электрического телеграфа Сэмюэлем Морзе

Изобретатель первого молниеотвода священник из Чехи Вацлав Прокоп Дивиш

Первые электромузыкальные инструменты: денидор Прокопа Дивиша, электрический клавесин де Лаборда, мелодром Поленова

Обнинская АЭС — история первой в мире атомной электростанции

Краткая история электрического трамвая в фотографиях, интересные факты о трамваях мира

Сверхпроводимость металлов, открытие Хейке Камерлинг-Оннеса

Подписывайтесь на мой канал в Telegram: https://t.me/electricalschool

Зачем нужно аварийное освещение

Окружающая среда во всем мире становится все более урбанизированной, и это оказывает большее давление не только со стороны инвесторов, но и со стороны самих пользователей в отношении качества и комплексной безопасности зданий.

Городские агломерации становятся все более сложными, и это, конечно, влечет за собой соответствующее усиление угроз безопасности. Опасность возрастает, если некоторые посетители или пользователи зданий не знакомы с внутренней планировкой и планом эвакуации.

Аварийное освещение - спасательный круг в опасных ситуациях. Это обеспечивает безопасную, быструю и эффективную эвакуацию из помещений и зданий не только в случае пожара, но и в случае отключения питания основного освещения.

Эффективная система аварийного освещения также направляет людей как в закрытых, так и в открытых пространствах и помогает найти устройства безопасности, такие как огнетушители, места для оказания первой помощи или места сбора. Уменьшите панику и спасите жизни, обеспечив аварийное освещение и безопасно направляя людей к путям эвакуации и предохранительным устройствам.

Это больше, чем просто душевное спокойствие

Однако функциональное аварийное освещение важно не только для спокойствия тех, кто отвечает за обеспечение безопасности внутри общественных и коммерческих зданий. Это также требование закона, требуемое властями и страховыми компаниями в большинстве стран. Требования к установке аварийного освещения четко определены стандартами на продукцию, применение и установку, которые применяются к правилам техники безопасности и строительным нормам.

Аварийное освещение в действии

Всего за доли секунды происходит переход от яркого и функционального основного освещения к полной темноте, что может вызвать панику и замешательство. Знаки безопасности затем помогают безопасно и быстро эвакуироваться, указывая направление пути эвакуации к безопасному аварийному выходу. 

Еще одним важным элементом является аварийное освещение пути эвакуации, которое помогает выявить препятствия во время эвакуации и уменьшить панику. В случае события, при котором основное освещение не может выйти из строя, такого как пожар, террористический акт или другое нарушение безопасности, аварийное освещение также обеспечивает навигацию к самому безопасному пути эвакуации.

Аварийное освещение теперь нельзя пропустить. В проекте могут быть другие требования к размещению знаков безопасности и аварийного освещения. Для выполнения этих требований потребуется как настенный, так и потолочный монтаж с разными уровнями освещения и пиктограммами безопасности.

Электрическое освещение

Введение в программирование ПЛК

Расшифровка аббревиатуры PLC - Programmable Logic Controller, то есть программируемый логический контроллер (ПЛК). Что именно находится под "программируемой" частью? Как можно программировать ПЛК?

Как вы думаете, что ответит вам прохожий на улице на вопрос: какие языки программирования вы знаете?

Как оказалось, самые популярные языки программирования: Java, С, Python, C++, C#,  JavaScript, PHP ...

Ответы прохожих обычно ограничиваются перечисленными выше наиболее популярными языками программирования.

Поскольку это такие популярные языки программирования, используются ли они также для программирования ПЛК?

Ну не совсем ... Мы можем найти только те же инструкции или структуры, что и в ранее упомянутых языках. Метод программирования для ПЛК определяется стандартом IEC 61131, который описывает типичные функциональные свойства ПЛК, которые отличают их от других систем. Это, среди прочего, циклическая работа (о которой вы можете прочитать в статье PLC - Programmable Logic Controller).

Что еще регулируется номом IEC 61131?

Стандарт IEC 61131 разделен на несколько частей: ·

Часть 1: Общие сведения. Это вводная глава; содержит определения терминов, используемых в следующих частях стандарта, и представляет основные функциональные свойства и особенности контроллеров ПЛК. ·

Часть 2: Требования к оборудованию и тесты . Определяет требования и соответствующие тесты для программируемых контроллеров и их периферийных устройств. Например, требования, связанные с климатическими условиями, транспортировкой и хранением, услугами, условиями окружающей среды, вибрацией и падением.

Часть 3: Языки программирования.

Часть 4: Руководство пользователя.

Часть 5: Общение.

Часть 6: Функциональная безопасность.

Часть 7: Программирование нечеткого управления.

Часть 8: Рекомендации по использованию и реализации языков программирования.

Часть 9: Одноканальный цифровой интерфейс связи для небольших датчиков и исполнительных механизмов (SDCI, продается как IO-Link).

Часть 10: Открытый формат обмена XML PLC для экспорта и импорта проектов IEC 61131-3.

Как можно программировать ПЛК?

Стандарт делит языки программирования на две группы:

1) LD, FBD, SFC

2) IL, ST

Самые популярные языки программирования ПЛК:

LD:

Язык релейных диаграмм LD (Ladder diagram) и его применение

Примеры простых программ для ПЛК в CodeSys на языке релейных диаграмм

Схемы пуска электродвигателя на языке лестничных диаграмм LD для ПЛК

FBD:

Язык функциональных блоковых диаграмм (FBD) и его применение

ST:

Язык программирования ПЛК Structured Text (ST) и его применение

Практические примеры:

Программирование контроллеров OMRON для начинающих

Программирование ПЛК для начинающих: миксер на Siemens S7-300 и STEP 7

Магнитный гид: виды магнитов - вы все их знаете?

Сегодня сильные магниты можно найти в каждой новой машине, многих механизмах и устройствах как на производстве, так и дома. Возможно, вы используете магнитный держатель для ножей на кухне, магнитную застежку на дневнике или бумажнике, у вас есть праздничные магниты на холодильнике, офисные магниты на столешнице, а дверца кухонного шкафа также содержит магниты. Какие виды магнитов существуют сегодня?

А) Неодимовые магниты

Неодимовые магниты в настоящее время являются самыми сильными из доступных. Обычно они сделаны из сплава неодима, железа и бора (NdFeB) или других материалов в меньшей пропорции. 

Это магниты с наибольшей удерживающей силой, но они относительно хрупкие и могут подвергаться коррозии. Для большей прочности производители предоставляют им поверхностную обработку.

Неодимовый магнит - куб

Б) Ферритовые магниты

Ферритовые магниты, также называемые керамическими или сокращенно «ферритами», изготавливаются из керамических оксидов - ферритов бария или стронция. У них гораздо меньшая магнитная сила, чем у неодимовых магнитов, но они механически прочнее и лучше устойчивы к коррозии. Они не нуждаются в дополнительной обработке поверхности. 

Их преимущество - самая низкая цена. Хотя ферриты все чаще заменяют неодимовые магниты во многих устройствах и приложениях, ферритовые магниты по-прежнему широко используются.

Ферритовые магниты используются, например, для небольших магнитов на холодильник

В) Магниты AlNiCo

Магниты AlNiCo изготавливаются из сплава алюминия, кобальта, железа и титана или меди. Их преимущество - особенно стойкость к высоким температурам до 450 ° C. Они также устойчивы к кислотам, растворителям и прочнее неодимовых магнитов. 

Хотя они обладают меньшей магнитной силой, чем «неодим», они намного прочнее ферритов. Вы также можете знать магниты AlNiCo из школы. Для лабораторного использования, экспериментов и обучения они чаще всего выполняются форме магнитной подковы.

Магниты AlNiCo также известны в виде школьных магнитов и подков

Г) Магниты SmCo

Самариево-кобальтовые (SmCo) магниты используются производителями электротехники, а также используются в космосе. Они выдерживают высокие температуры до 250–350 ° С, коррозию, но они достаточно хрупкие и менее устойчивы к растягивающим усилиям. Благодаря своей устойчивости к внешним полям размагничивания он также подходит для различных электромеханических применений.

Магниты SmCo

Самарий-кобальтовые магниты (SmCo): особенности, характеристики, производство и применение

Датчики цвета для Ардуино

Теперь ваша электроника может видеть в ослепительных цветах с помощью этого прекрасного цветного светового датчика. Лучший датчик цвета на рынке - TCS34725, который имеет чувствительные элементы RGB и Clear Light.

Фильтр, блокирующий ИК-излучение, встроенный в микросхему и локализованный на светочувствительных фотодиодах, сводит к минимуму спектральную составляющую ИК-излучения входящего света и позволяет проводить точные измерения цвета. Фильтр позволяет получить более точный цвет, чем большинство датчиков, поскольку люди не видят ИК-излучение.

Датчик также имеет невероятный динамический диапазон 3 800 000: 1 с регулируемым временем интегрирования и усилением, поэтому он подходит для использования за затемненным стеклом.

В модуль датчика свет входят также вспомогательные элементы, такие как стабилизатор на 3,3 В, чтобы вы могли безопасно запитать пробой 3-5 В постоянного тока и сдвигать уровень для контактов I2C, чтобы их можно было использовать с логикой 3,3 или 5 В.

Наконец, на модуле есть светодиод с цветовой температурой 4150 ° K со встроенным драйвером MOSFET, чтобы осветить то, чей цвет вы пытаетесь узнать. Светодиод может быть легко включен или выключен любым выходом логического уровня. Существуют две разные версии этой платы: удобную для макетной платы и носимую версию, предназначенную для работы с носимой платформой Flora.

Оба датчика цвета поставляются со всеми предварительно припаянными компонентами для поверхностного монтажа.

Белый светодиод используется для освещения близлежащих объектов, а датчик измеряет свет, отраженный от объекта. Затем скетч использует выходы RGB датчика для управления светодиодом RGB, чтобы он соответствовал цвету, который видит датчик!

Смотрите также: Создание электронных устройств на Ардуино для начинающих

Умные здания - это больше, чем просто управление энергопотреблением

Что такое умное здание?

Здания, в которых мы работаем, должны развиваться по мере изменения наших приоритетов, потребностей и отношений. Системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, безопасность и мониторинг в реальном времени - это одни из целей устойчивого развития, достигаемых за счет минимизации затрат на электроэнергию, поддержки надежной и отказоустойчивой электросети и смягчения воздействия на окружающую среду.

Роль Интернета вещей в интеллектуальных зданиях и технологических достижениях

Для умных зданий Интернет вещей появился в нужном месте в нужное время. Датчики Интернета вещей непрерывно собирают большие объемы данных, а искусственный интеллект может анализировать данные и предоставлять рекомендации по принятию решений в режиме реального времени. Управление объектами на основе данных улучшается по мере развития 5G, Wi-Fi и других маломощных глобальных сетей (LPWAN). Управление энергопотреблением, безопасность активов и персонала, здоровье рабочих и отслеживание активов - все это приносит пользу.

Умное управление энергопотреблением для зданий

Только системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и освещение составляют 50% от общего потребления энергии в среднем коммерческом здании. Таким образом, внедрение систем умного здания может помочь снизить затраты на электроэнергию на 30–50%.

Традиционно оборудование таких систем эксплуатируется и управляется централизованно и единообразно. Этот метод часто оставляет много пространств в здании выше или ниже оптимальных условий. В результате одни комнаты перегреваются, а другие недогреваются. Кроме того, некоторые источники света остаются включенными без необходимости, тратя впустую энергию и создавая дополнительную нагрузку на электросеть и чистую прибыль.

Напротив, датчики Интернета вещей, установленные в разных местах, могут разделить здание на меньшие, более легко управляемые зоны. Например, различные датчики могут собирать данные об окружающей среде, такие как количество солнечного света, которое получает область, и данные о занятости, например о пешеходном движении в разное время.

Собираются данные о том, насколько эффективно и быстро можно охлаждать здание. Объединение данных об окружающей среде и данных о занятости позволяет руководителям зданий лучше понимать тенденции использования и потребности предприятия в энергии в течение дня, чтобы избежать потерь энергии.

Имея данные об использовании здания, менеджеры могут планировать услуги по уборке по требованию, чтобы исключить ненужную уборку. Более того, ненормальное потребление энергии и схемы охлаждения дают подсказки для устранения неисправностей оборудования, так что менеджеры могут заранее запланировать техническое обслуживание.

Безопасность строительства

Датчики Интернета вещей и аналитика искусственного интеллекта также могут помочь установить нормы использования. Например, полезно знать типичную картину плотности размещения и количества людей, проходящих через разные двери в разное время. Эта информация означает, что интеллектуальные замки могут использоваться для ограничения или разрешения доступа в разное время в разные места для определенных лиц.

Отклонения от обычной схемы, такие как присутствие неуполномоченного персонала в определенных областях или необычное количество людей в области, могут быть быстро выявлены и расследованы. Более того, когда защитное оборудование, такое как каски или защитная одежда, помечено, рабочие, не носящие эти предметы, могут быть помечены флажками и им может быть отказано в доступе до тех пор, пока они не соблюдают протоколы безопасности.

Умные здания защищают здоровье рабочих

Здоровье и благополучие работников становятся все более приоритетными. Согласно исследованию Всемирного экономического форума, 44% глобальных компаний определили улучшение условий труда и гибкие условия труда как главную демографическую и социально-экономическую движущую силу изменений во всех отраслях.

Для контроля самочувствия рабочих можно использовать несколько типов датчиков. Например, датчики качества воздуха в помещении могут определять уровни углекислого газа (CO2). Датчики температуры могут обнаруживать слишком холодные или перегретые участки.

Счетные датчики могут измерять плотность населения и время пребывания на территории, а также количество пешеходов на различных входах / выходах. Частоту дыхания, частоту сердечных сокращений в состоянии покоя и другие показатели жизнедеятельности также можно отслеживать, когда датчики находятся не только в здании, но и у рабочих. Кроме того, анализ изображения лица может помочь выявить рабочих, которые обеспокоены, отвлечены или устали.

Полезные ссылки:

Электрическое освещение

Автоматизация производственных процессов