Когда Закон Ома не работает

Закон Ома не работает в ряде ситуаций, когда условия, при которых он был установлен, не соблюдаются.

Вот некоторые из этих ситуаций:

 - При высоких частотах. Изменение электрического поля происходит настолько быстро, что носители заряда не успевают перемещаться по проводнику, что приводит к возникновению индуктивности и емкости проводника.

- При низких температурах. Для веществ, обладающих сверхпроводимостью, где сопротивление падает до нуля.

- При заметном нагреве проводника. Проходящий ток может вызвать нагрев проводника, изменяя его вольт-амперную характеристику.

- При приложении к проводнику или диэлектрику высокого напряжения. Может возникнуть пробой, что приведет к образованию дуги и повреждению системы.

- В вакуумных и газонаполненных электронных лампах. Включая люминесцентные лампы.

- В гетерогенных полупроводниках и полупроводниковых приборах. Имеющих p-n-переходы, например, в диодах и транзисторах.

- В контактах металл-диэлектрик. Вследствие образования пространственного заряда в диэлектрике.

Эти условия приводят к тому, что простое линейное соотношение между напряжением и током, описываемое классическим законом Ома, нарушается, и для описания поведения системы требуются более сложные модели.

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома для полной цепи

Промышленная автоматизация: карьера в области АСУ ТП

Промышленная автоматизация — это одно из самых динамично развивающихся направлений современнойтехники и индустрии. Она перестала быть просто вспомогательной функцией и стала неотъемлемой частью бизнеса. 

Промышленные предприятия стремятся улучшить свою эффективность, повысить качество продукции, снизить затраты и обеспечить безопасность процессов. Именно поэтому промышленная автоматизация стала одним из самых динамично развивающихся направлений современной технологии.

Промышленные системы автоматизации, такие как АСУ ТП, SCADA и ПЛК, играют решающую роль в повышении эффективности производственных процессов. Они позволяют автоматизировать контроль и управление различными аспектами производства, такими как мониторинг, регулирование, сбор и анализ данных. Благодаря автоматизации процессов, компании могут значительно сократить человеческий фактор, минимизировать ошибки и улучшить общую производительность.

Современные системы промышленной автоматизации оснащены передовыми технологиями, такими как искусственный интеллект, машинное обучение, интернет вещей и облачные вычисления. Они позволяют собирать и анализировать огромные объемы данных, прогнозировать и оптимизировать производственные процессы, а также предоставлять решения на основе реального времени. Такой подход не только повышает эффективность, но и способствует принятию более обоснованных и осознанных решений в управлении производством.

Сегодня промышленная автоматизация охватывает широкий спектр отраслей, включая производство, энергетику, нефтегазовую промышленность, химическую промышленность, пищевую промышленность и многое другое. Все эти отрасли стремятся совершенствоваться и адаптироваться к быстро меняющемуся миру, и промышленная автоматизация предлагает решения, которые помогают им в этом.

Будущее промышленной автоматизации обещает еще большие возможности и перспективы. С постоянным развитием технологий, таких как Интернет вещей, Big Data, искусственный интеллект и робототехника, ожидается еще большее увеличение автоматизации и интеграции производственных процессов. Компании будут стремиться к созданию гибких, адаптивных и интеллектуальных систем, которые позволят им оставаться конкурентоспособными в современном бизнесе.

Таким образом, промышленная автоматизация продолжает быть одной из самых динамично развивающихся областей современной технологии. Она является движущей силой многих отраслей, обеспечивая повышение эффективности, качества и безопасности производства. В то же время, она предлагает множество возможностей и вызовов для специалистов в области автоматизации, которые стремятся участвовать в развитии и применении передовых технологий в промышленности.

Инженеры АСУ ТП могут работать в различных сферах и организациях, включая:

• Компании-разработчики АСУ ТП (ПО и железо): Многие компании специализируются на разработке программного и аппаратного обеспечения для систем АСУ ТП. В таких компаниях инженеры по автоматизации могут заниматься разработкой и тестированием новых продуктов, обеспечивая их соответствие требованиям и стандартам.
• Проектные организации: Инженеры по автоматизации могут работать в проектных организациях, которые занимаются проектированием и внедрением систем АСУ ТП для различных предприятий. Они участвуют в разработке технических спецификаций, проектировании системы, настройке и внедрении системы АСУ ТП на объектах.
• Наладочные и монтажные организации: Инженеры по автоматизации также могут работать в наладочных и монтажных организациях, где их задачей является установка, настройка и тестирование систем АСУ ТП на объектах заказчика.
• Эксплуатация на объекте: Инженеры по автоматизации могут быть непосредственно заняты эксплуатацией системы АСУ ТП на объекте. Они отвечают за поддержку работы системы, устранение неполадок, настройку и оптимизацию системы.

Профессия инженера АСУ ТП может подходить тем, кто интересуется электроникой, программированием устройств, не избегает контакта с людьми и обладает стрессоустойчивостью. Начинающему инженеру АСУ ТП необходимо иметь знания и умения в областях, таких как электроника, программирование контроллеров, устранение неполадок аппаратного и программного обеспечения, а также веб-сервисы.

Карьера в области АСУ ТП предлагает множество возможностей для развития и профессионального роста. Успешный инженер АСУ ТП может расширить свои знания и навыки, специализироваться в конкретных областях и принимать участие в различных проектах, что открывает двери для карьерного успеха и возможности работать в разных сферах и организациях.

Подробно о возможностях, перспективах и карьере специалиста по автоматизации смотрите здесь:

Карьера в автоматизации: перспективы и возможности для успешной профессиональной деятельности

Элегантная эволюция: от лампы с угольной нитью к металлическим проводникам

 

Когда-то давно лампа с угольной нитью накаливания стала первым практическим примером лампы данного типа. 

Благодаря угольной нити, через которую проходил электрический ток, удалось создать температуры, превосходящие возможности любого другого электрического проводника того времени.

Повышение температуры стало постоянной задачей для инженеров-конструкторов, работающих над лампами накаливания, поскольку именно в таких условиях повышается эффективность преобразования электрической энергии в видимый свет.

На протяжении более двух десятилетий угольная нить считалась предпочтительным материалом для создания нити лампы. Однако в начале XX века развитие металлургии позволило производить металлические проволоки, которые могли выдерживать более высокие температуры. Это стало причиной почти полного исчезновения угольных ламп к 1910 году.

Лампа с угольной нитью накаливания. Лампа электрическая с резьбовым соединением и прозрачной колбой из стекла без клейма, тип Е27. Технические характеристики: 220В - 32Вт.

Металлические нити накаливания обладали более высокой устойчивостью к механическим воздействиям по сравнению с хрупкими угольными нитями. Однако, в некоторых промышленных и вибрационных приложениях потребовалось некоторое время, чтобы полностью вытеснить угольные лампы в пользу металлических проводников.

Эволюция от ламп с углеродной нитью к металлическим проводникам стала элегантным процессом, в результате которого мы получили более эффективные и надежные источники света. 

Эта история служит примером постоянного стремления инженеров к улучшению технологий и созданию более совершенных решений в области электротехники.

Почему в настоящее время лампы накаливания вытесняются светодиодными лампами?

Ответ здесь:

Недостатки ламп накаливания, как источника света

Андрей Повный

Как работают инфракрасные и радиочастотные пульты дистанционного управления: основные принципы и различия

 В наше время пульты дистанционного управления широко используются в различных устройствах, начиная от телевизоров и заканчивая кондиционерами и автомобильными системами. Эти устройства позволяют управлять функциями устройств без необходимости находиться рядом с ними и держать руки на кнопках.

История пультов дистанционного управления начинается в 1898 году, когда нью-йоркский изобретатель Николас Тесла создал прототип радиоуправляемого корабля. Однако первый пульт дистанционного управления, который использовался для управления телевизором, был создан только в 1950 году.

Существует два основных типа пультов дистанционного управления - инфракрасные и радиочастотные.

Основы работы инфракрасных пультов дистанционного управления

Принцип работы инфракрасных пультов дистанционного управления основан на использовании инфракрасного излучения. Инфракрасные пульты работают по принципу светового луча, который передается от пульта к приемнику, встроенному в устройство, которое нужно управлять.

Инфракрасные пульты оснащены инфракрасным светодиодом (ИК-диодом), который генерирует и посылает инфракрасный сигнал, содержащий команды для управления устройством. Команды могут включать в себя сигналы для включения или выключения устройства, изменения громкости или переключения каналов.

Как только кнопка на инфракрасном пульте нажимается, ИК-диод генерирует световой луч инфракрасного излучения, который переносит информацию с пульта на приемник в устройстве. Приемник распознает сигнал инфракрасного излучения, декодирует его и выполняет соответствующие команды.

Примером применения инфракрасных пультов являются телевизоры, DVD-плееры, аудиосистемы, кондиционеры и другие бытовые устройства. Они удобны и просты в использовании, но имеют свои ограничения. Например, они работают только в прямой видимости между пультом и приемником, и могут быть затруднены препятствиями, такими как стены или мебель.

Инфракрасные пульты также могут иметь ограниченный диапазон действия и могут быть чувствительны к внешним источникам света, таким как солнечный свет или освещение комнаты. Однако, несмотря на эти ограничения, инфракрасные пульты являются надежными и дешевыми средствами управления бытовыми устройствами.

Основы работы радиочастотных пультов дистанционного управления

Радиочастотные пульты дистанционного управления, в отличие от инфракрасных, используют радиоволны для передачи сигнала управления устройством. Они работают на более высоких частотах, обычно от 300 МГц до 400 МГц или даже более.

Принцип работы радиочастотных пультов очень похож на работу радиоустройств, и включает в себя передачу и прием радиосигналов. Пульт передает радиосигнал на устройство, который может быть декодирован и распознан системой управления, а затем преобразован в конкретное действие.

Радиочастотные пульты имеют более широкий диапазон действия, чем инфракрасные пульты, и могут работать через стены и другие препятствия. Они также позволяют управлять несколькими устройствами с одного пульта, что делает их более удобными для использования в больших домах или офисах.

Кроме того, радиочастотные пульты могут быть управляемыми по радиоизлучению или защищены паролем, что повышает безопасность. Однако, они могут использовать больше энергии, чем инфракрасные пульты, и могут быть более дорогими в производстве.

Различия между инфракрасными и радиочастотными пультами дистанционного управления

Хотя и инфракрасные, и радиочастотные пульты дистанционного управления выполняют одну и ту же задачу, у них есть несколько существенных различий. Рассмотрим основные из них.

Линия видимости

Инфракрасные пульты используют линию видимости между пультом и приемником, что означает, что они работают только тогда, когда пульт направлен прямо на приемник. Радиочастотные пульты, напротив, работают на большом расстоянии и не требуют линии видимости.

Интерференция

Инфракрасные пульты могут быть подвержены интерференции, вызванной другими источниками инфракрасного излучения, такими как солнце или освещение. Радиочастотные пульты не имеют этой проблемы.

Частота

Инфракрасные пульты работают на частоте в диапазоне от 30 кГц до 60 кГц, тогда как радиочастотные пульты работают на частоте в диапазоне от 300 МГц до 434 МГц.

Управление множеством устройств

Инфракрасные пульты обычно предназначены только для управления одним устройством, в то время как радиочастотные пульты могут управлять несколькими устройствами, используя разные частоты.

Сложность

Радиочастотные пульты обычно более сложны и дороже, чем инфракрасные пульты. Они также требуют настройки, в то время как инфракрасные пульты могут быть использованы сразу после распаковки.

Выбор между инфракрасным и радиочастотным пультом зависит от конкретных требований пользователя. Если у вас есть несколько устройств, которые нужно управлять с помощью одного пульта, то, вероятно, вам нужен радиочастотный пульт. Если же вам нужен простой и надежный пульт для управления одним устройством, то инфракрасный пульт может быть лучшим выбором.

Смотрите также: 

Пульты дистанционного управления - основные типы и их особенности

Радиоуправление кран-балкой и мостовым краном - примущества, работа, нюансы дистанционного управления

Датчики тока на основе эффекта Холла

Датчики тока на основе эффекта Холла используются для измерения и контроля величины электрического тока в различных приложениях. 

Эти датчики состоят из трех компонентов: магнита, пластины Холла и усилителя.

Магнит используется для создания магнитного поля, которое взаимодействует с током в цепи. Пластина Холла используется для обнаружения напряжения Холла, создаваемого этим взаимодействием. Наконец, усилитель используется для усиления напряжения Холла, чтобы оно могло быть считано устройством.

Эти компоненты расположены по-разному в зависимости от приложения. Например, в бесконтактном датчике тока пластина Холла расположена в непосредственной близости от проводника, по которому течет ток. Такое расположение помогает свести к минимуму влияние внешних магнитных полей на измерения.

В стационарном датчике тока пластина Холла размещается вокруг проводника, а магнит размещается на противоположной стороне проводника. Такое расположение помогает уменьшить влияние внешних электрических полей на измерения.

То, как компоненты расположены и как они взаимодействуют с током в цепи, определяет работу датчика. Когда ток проходит через цепь, он создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитом. Это взаимодействие создает напряжение Холла, которое регистрируется пластиной Холла и дополнительно усиливается усилителем. Затем усиленное напряжение Холла отправляется на устройство, которое может использовать его для измерения и контроля тока в цепи.

Датчики тока на основе эффекта Холла используются в различных приложениях, таких как управление двигателем, измерение энергии и в силовой электронике. 

Понимая, как эти датчики устроены и как они работают, инженеры могут убедиться, что они используют датчик, наиболее подходящий для их применения.

Эффект Холла широко используется в течение многих лет и является надежным и экономичным способом измерения и контроля тока. 

Важно отметить, что на точность датчиков тока, основанных на эффекте Холла, влияет температура, поэтому важно убедиться, что датчик правильно откалиброван и обслуживается, чтобы обеспечить точные показания. 

Кроме того, важно убедиться, что датчик не подвергается высоким уровням электромагнитных помех, так как это может привести к неточным показаниям.

Если вы ищете обзор современных датчиков на основе эффекта Холла, то посмотрите эту статью: Как устроены и работают датчики тока на эффекте Холла. 

В ней содержится информация о компонентах и ​​устройстве этих датчиков, а также о том, как они работают. Также обсуждаются преимущества использования эффекта Холла для измерения и контроля электрического тока в различных приложениях. Эта статья является отличным источником информации для тех, кто хочет узнать больше о датчиках тока на основе эффекта Холла.

Регулирование напряжения в распределительных трансформаторах сети НН с высоким насыщением возобновляемыми источниками энергии и несимметричными однофазными приемниками

 Влияние новых источников и приемников электроэнергии на колебания напряжения

Потребительская сеть низкого напряжения характеризуется приемниками, которые вносят большие колебания напряжения. Такие колебания недопустимы из-за номинальных напряжений приемников.

Новые источники, подающие электроэнергию в сеть – в первую очередь фотоэлектрические панели, но также и ветряки, вырабатывают энергию только при благоприятных обстоятельствах (только в день, когда есть достаточная инсоляция – фотовольтаика, когда дует ветер – ветряки). Количество вырабатываемой энергии в суточном цикле определить невозможно, тем более, что производители могут использовать энергию для собственных нужд, а излишки отдавать в сеть.

К приемникам, потребляющим электроэнергию из электрической сети относятся также динамично развивающиеся автомобильные зарядные станции и бытовые однофазные зарядные устройства. Автомобильные зарядные станции строятся на заправках, торговых центрах и т. д.

Каждое из этих зарядных устройств — от нескольких кВт до даже 50 кВт (есть решения и в других странах ЕС, где мощность одного зарядного устройства достигает 100 кВт). Помимо гармонических помех, они также вносят в сеть колебания напряжения.

Еще одна проблема — так называемые домашние зарядные устройства, мощностью до 3,5 кВт, которыми заряжаются автомобили в течение всей ночи. Такие приемники из-за однофазной конструкции вносят значительную асимметрию напряжений по отдельным фазам сети.

Согласно прогнозам, развитие электромобильности в странах ЕС в ближайшие годы будет и будет очень динамичным. Асимметрию нагрузки отдельных фаз можно ограничить применением специальных симметрирующих трансформаторов, подключается между стороной НН распределительного трансформатора и приемниками. Однако для этого требуются изменения в сетевой инфраструктуре, например, дополнительные коммутационные станции.

Анализируя среднесуточную нагрузку в сети НН, оказывается, что нагрузка возрастает в дневной период, с тремя максимальными значениями около 9 часов утра, затем продолжает увеличиваться примерно до 13 часов, а затем увеличивается до максимум около 8 часов вечера компенсировать очень сложно или даже невозможно (учитывая диапазон регулирования производимых в настоящее время трансформаторов и их систем регулирования напряжения под нагрузкой).

Существует и другая концепция решения проблемы колебаний напряжения в сети, содержащей распределенные источники, заключающаяся в воздействии на параметры мощности, отдаваемой самими источниками. Она заключается в дистанционном управлении преобразовательными системами, вводящими мощность в сеть НН. Соответственно изменяются параметры напряжения, чтобы источник не вызывал его значительного повышения. Это решение естественным образом снижает долю возобновляемых источников в общем энергетическом балансе сети НН.

Рассмотренные в статье Как выполняется регулирование напряжения на трансформаторе способы регулирования напряжения в сетях НН, в которых возникают колебания напряжения, связанные с работой подключенных к ним возобновляемых источников и однофазных приемников, например домашних автомобильных зарядных устройств, лишь решают проблему колебаний напряжения.

Еще одна проблема, существующая в таких сетях, — несимметрия междуфазных и междуфазных напряжений. Эту проблему нельзя решить, используя трансформатор с регулировкой напряжения под нагрузкой. Это требует соответствующей конструкции обмотки НН, которая должна быть соединена зигзагообразным образом.

Трансформаторы с такими обмотками компенсируют несимметрию нагрузки, но они значительно дороже и, кроме того, при нормальной работе их магнитопроводы используются не полностью. Альтернатива замене существующего распределительного трансформатора на тот, в котором обмотка НН соединена зигзагом, т.н. балансировочный трансформатор (симметрирующий трансформатор).

Компенсация асимметрии напряжения в сетях НН - симметрирующий трансформатор

В последние годы наблюдается быстрый рост проблем с поддержанием правильных параметров питающего напряжения в сетях НН, таких как уровни и асимметрия фазных напряжений, провалы напряжения, мерцание света, доля высших гармоник.

Одним из способов компенсации асимметрии токов и напряжений в сетях НН, питающих однофазные приемники и возобновляемые источники энергии, является установка так называемых балансировочный трансформатор, который представляет собой трехфазный трансформатор с зигзагообразным расположением обмоток, включенных параллельно в выбранной точке сети.

Такое решение не требует установки переключателя ответвлений в трансформаторе, но требует дополнительного трансформатора, который устанавливается в дополнительном распределительном устройстве или на опоре, если инфраструктура сети позволяет такую ​​возможность.

Выводы

Проблемы, связанные с обеспечением соответствующих параметров напряжения в сетях низкого напряжения, в настоящее время являются темой, которую пытаются решить многие энергетические компании, эксплуатирующие их.

Важными здесь являются проблемы, возникающие при подключении к сети НН источников энергии, продвигаемых в последние годы как альтернативные, возобновляемые. В первую очередь это бытовые фотоэлектрические установки и ветряки. 

Их влияние на электрическую сеть может быть значительным из-за их количества и того факта, что невозможно предсказать, сколько энергии они будут производить в течение суточного цикла.

Это вызывает проблемы в основном с уровнем напряжения в сети, которое в настоящее время регулируется с помощью распределительных трансформаторов, оборудованных силовыми выключателями холостого хода и под нагрузкой.

Стоимость таких решений значительна по многим причинам, включая отсутствие конкуренции на рынке, которые бы предлагали такие агрегаты.

Еще одной проблемой, которая возникает в настоящее время, является несимметрия напряжения и тока между отдельными фазами, вызванная подключением к сети НН однофазных источников напряжения около 3-4 кВт, работающих с перерывами, часто в ночное время.

Компенсация этого типа асимметрии невозможна с помощью силовых выключателей под нагрузкой. 

Балансирующие трансформаторы, решающие или уменьшающие эту проблему, являются дополнительными затратами, связанными с сетевой инфраструктурой, и их не всегда возможно использовать.

В статье использованы материалы сайта Школа для электрика

Микробные топливные элементы для производства электроэнергии

Технология микробных топливных элементов (MFC) превращает химическую энергию в биоэлектричество чистым и эффективным способом, снижая выбросы углерода и увеличивая производство биоэнергии. Это многогранный метод, который может стать панацеей от нехватки чистой воды и устойчивой возобновляемой энергии.

Создание устойчивого общества потребует минимизации углеродного следа, что уменьшит объем производимого загрязнения и чрезмерное использование источников углерода. В такой специализированной области, как очистка сточных вод, эти два аспекта следует рассматривать одновременно.

В нынешнем виде парадигма сместилась от удаления сточных вод и отходов к превращению органического вещества в электрическую энергию.

Микробные топливные элементы для производства электроэнергии (MFC) представляют собой технологическую установку, которая биоразлагает сложные субстраты и одновременно производит биоэнергию. Отныне эта технология производит множество продуктов биоэнергетики, таких как биоэлектричество, водород, метан и т. д.

Некоторые быстро биоразлагаемые химические вещества, такие как глюкоза и ацетат, а также несколько типов сточных вод, включая бытовые, крахмальные и сточные воды предприятий по переработке бумаги, были приняты как источник электрогенов. Большинство из них может устранить значительную часть химической потребности в кислороде, а также производить энергию.

Космическая программа США вызвала рост MFC в 1960-х годах как способ избавления от мусора во время космических полетов, одновременно обеспечивая электроэнергию.

Технология MFC была тщательно изучена с акцентом на текущие разработки, практическое применение и планы на будущее. Благодаря своей жизнеспособной новизне и многогранному подходу к производству биоэнергии одновременно с очисткой сточных вод.

Фототрофные топливные элементы на солнечной энергии также представляют собой заслуживающие внимания попытки масштабирования технологии MFC для производства электроэнергии.

Технология MFC обеспечивает гибкий способ выработки энергии, а также очистки сточных вод. MFC — это технология возобновляемой энергии, которая может удовлетворить потребности как в чистой, надежной энергии, так и в пресной воде.

Передовые энергетические технологии

Исследователи фотовольтаики опубликовали пятилетнее исследование деградации модулей на ранних этапах эксплуатации

 

Группа исследователей фотогальваники из Sandia завершила пятилетнее исследование деградации 834 полевых фотоэлектрических модулей, представляющих 13 типов модулей от семи производителей в трех климатических условиях. Их цель состояла в том, чтобы количественно оценить скорость деградации последних широко используемых фотоэлектрических технологий и опубликовать результаты для информирования соответствующих заинтересованных сторон и передового опыта.

В статье группы Progress in Photovoltaics представлены результаты их исследования и представлены годы работы в лаборатории оценки фотоэлектрических систем Sandia и лабораториях-партнерах в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и Университете Центральной Флориды.

«Рынок фотоэлектрических систем постоянно меняется, и для этих новых технологий не хватает долгосрочных полевых данных, что поднимает вопрос о том, повлияло ли это на долговечность или нет», — сказал руководитель группы Мариос Теристис.

«Покупка фотоэлектрических модулей непосредственно на открытом рынке позволяет нам проводить непредвзятый анализ и анонимно информировать общественность, а также публиковать данные.

Партнерство с NREL и UCF было обязательным для такого исследования, поскольку оно позволило нам установить идентичные системы в различных климатических условиях и охарактеризовать их в соответствии с хорошо контролируемым и согласованным планом измерений».

По словам исследователей, стоимость фотоэлектрических модулей резко снизилась (до 85% согласно одному недавнему отчету NREL) за последнее десятилетие благодаря экономии за счет масштаба, использованию новых, более эффективных конструкций элементов, автоматизации производства, более крупных модулей и изменения в спецификации материалов, такие как более тонкое стекло и рамы, новые герметики и задние листы и многое другое.

Однако эти экономичные изменения в конструкциях модулей и материалах могут повлиять на долговечность и надежность модулей, а нормированная стоимость электроэнергии чувствительна к скорости снижения мощности. По мере ухудшения мощности увеличивается приведенная стоимость электроэнергии, а срок службы системы сокращается.

Ученые измерили снижение производительности фотоэлектрических модулей в Нью-Мексико, Колорадо и Флориде. Они измерили производительность в стандартных условиях тестирования в начале исследования, проверили первоначальную стабилизацию питания и периодически повторно тестировали модули в течение следующих пяти лет, чтобы отслеживать скорость деградации с течением времени.

Они обнаружили, что скорость деградации сильно нелинейна во времени, а в некоторых типах модулей присутствовали сезонные колебания. Средние и медианные значения скорости деградации -0,6% в год соответствовали скорости, измеренной для более старых модулей.

Из 23 исследованных систем шесть имеют скорость деградации, которая в будущем превысит гарантийные пределы, тогда как 13 систем продемонстрировали потенциал достижения срока службы более 30 лет при условии, что тенденции скорости деградации стабилизировались.

«Это обнадеживающий результат. С ростом количества установок фотогальваники потребителям и другим заинтересованным сторонам будет интересно узнать, что долговечность фотоэлектрических систем остается неизменной в условиях быстрого совершенствования технологий и снижения затрат», — сказал Мариос.

«Однако также вызывает беспокойство тот факт, что 26% систем могут превышать гарантийные пределы. Все еще существуют возможности для снижения скорости деградации до уровней, обеспечивающих еще более длительный срок службы фотоэлектрических модулей. Например, для 35- и 50-летнего срока службы фотоэлектрические модули должны работать при значениях скорости деградации выше -0,55% в год и -0,4% в год соответственно».

Ученые также подняли важные вопросы для обсуждения. То, как определяется скорость деградации, будь то относительно спецификаций или начальной оценки после стабилизации, может повлиять на результирующую скорость. Полученная в результате ставка может оказать существенное влияние на стоимость покупки, гарантийные и страховые требования или технико-экономические обоснования финансирования проекта.

Мариос сказал, что потребители и заинтересованные стороны, заинтересованные в получении дополнительной информации о протестированных модулях, скоро смогут просматривать все данные флэш-тестов, собранные в Sandia, Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и Флоридском центре солнечной энергии Университета Центральной Флориды в DuraMAT DataHUB.

«Это исследование является прекрасным примером того, как национальные лаборатории работают вместе с университетами, чтобы ответить на критические вопросы о долговечности технологий солнечной энергии », — сказал старший научный сотрудник Sandia Джошуа Стейн. «Немногие учреждения могут поддерживать длительные эксперименты с таким большим количеством модулей».

«Мы продолжаем внедрять новые технологии по мере их появления на рынке, — сказал Мариос. «Поэтому мы продолжим сообщать обо всех этапах жизненного цикла фотоэлектрических модулей, а также будем использовать полевые измерения вместе с данными изображений, чтобы указать, что приводит к деградации и почему».

Передовые энергетические технологии

Светодиоды есть не только в телевизорах

Совершенно невероятно, что электролюминесцентному диоду, или светодиоду, недавно исполнилось 40 лет с момента его изобретения. Ведь не так давно он стал очень популярным электронным компонентом. Его растущая популярность в основном связана с изменением технологии производства, что делает производство светодиодов намного дешевле по сравнению с прошлым.

Кроме того, светимость нынешних светодиодных ламп превосходит световой поток традиционных лампочек. И на этом их преимущества не заканчиваются. Однако именно по этой причине с 2020 года в ЕС вместо классических ламп накаливания используются светодиодные светильники.

Что такое светодиод?

Электролюминесцентный диод или «вывод» представляет собой электронный полупроводниковый компонент, который характеризуется одним PN-переходом. Именно он следит за тем, чтобы светодиод загорался при подаче напряжения.

По сравнению с другими источниками света светодиод работает при значительно более низком напряжении, поэтому является экономически и экологически выгодным источником освещения.

Светодиод может работать только с постоянным током, в случае с переменным током необходимо оснастить его выпрямителем. Светодиоды используют напряжение около 1,8 В, поэтому часто возникает ситуация, когда необходимо регулировать напряжение.

Идеальное напряжение для светодиодов зависит от их типа. То же самое происходит и со значением тока, от которого зависит световой поток светодиода.

Какова конструкция светодиода?

Как уже было сказано, в основе светодиода лежит PN-переход, поэтому очевидно, что его составными частями являются и анод, и катод. Однако в основе лежит полупроводниковая микросхема, которая подключается к источнику электрического напряжения.

Вокруг этого чипа находится материал, придающий излучаемому свету необходимые оптические свойства, часто это смола. Эта инкапсуляция усиливает желаемый оптический эффект светодиодного света.

Что, безусловно, интересно, так это то, что, помимо света, он может также излучать ультрафиолетовое или инфракрасное излучение. Цвет излучаемого света напрямую зависит от цвета корпуса светодиода.

В области светодиодов еще есть возможности для совершенствования.

Подробно про устройство, основные виды и особенности использования светодиодных ламп смотрите на сайте "Школа для электрика":

Устройство и принцип работы светодиода

Популярные виды светодиодов для источников света и различия между ними

Почему светодиод нужно подключать через резистор

Технические характеристики и параметры светодиодов

Научно-популярные статьи на английском языке: Top articles in electronics and electrical engineering

Что такое молния и как возникает

 Наиболее эффектным свидетельством атмосферного электричества являются молнии. Некоторые удары молнии происходят внутри облаков (молния между облаками), в то время как другие ударяют по Земле (молнии между облаками). Каждую секунду где-то на поверхности Земли происходит около 100 ударов облаков о землю.

Все молнии потенциально опасны — могут быть повреждены деревья и здания, могут начаться лесные пожары, могут быть потеряны человеческие жизни.

Механизм возникновения ударов молнии сложен и до конца не изучен, но общие черты можно описать следующим образом.

В активном грозовом облаке восходящие потоки уносят капли воды вверх, где при достижении уровня замерзания они превращаются в частицы льда (градины). Когда эти частицы льда в конце концов падают, они сталкиваются с каплями воды, движущимися вверх.

Эти столкновения приводят к разделению положительного и отрицательного заряда непонятным образом. В результате поднимающиеся капли несут положительные заряды вверх, а падающие частицы осадков несут отрицательные заряды вниз. Наибольшая концентрация отрицательного заряда наблюдается в области сильных восходящих потоков, а положительный заряд локализован в области выше 10 км.

В обычном облаке влага поднимается лишь настолько высоко, что конденсируется в более холодном воздухе и выпадает в виде дождя. Однако в грозовом облаке восходящие потоки настолько сильны, что капли воды поднимаются выше уровня замерзания, где они затвердевают, образуя град.

Когда в облаке выделяется достаточный заряд (обычно около 20 Кл), воздух не может сохранять свои нормальные изолирующие свойства, и происходит электрический пробой, при котором от основания облака к земле течет относительно небольшой электронный ток.

Быстрая последовательность скачков электронов в этих ударах лидера открывает ионизированный путь, который простирается примерно на 20 метров от Земли.

В этот момент стример положительного заряда продвигается от Земли навстречу лидеру. При этом существует токопроводящая дорожка, связывающая облако с землей, и по этой дорожке протекает огромный ток (до 200 000 А), составляющий основной удар молнии.

Большая часть заряда в грозовом облаке рассеивается при каждом ударе молнии, но конвекционные токи настолько сильны, а процесс разделения зарядов настолько эффективен, что требуется всего 15-20 секунд, чтобы перезарядить облако и подготовить его к следующему удару молнии.

Подробно про молнию смотрите здесь:

Что такое молния и как она возникает

35 часто задаваемых вопросов о грозе и молнии

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: https://t.me/electricalschool

Smart Grid — это намного больше, чем просто «технология»

 Создание гибкой, эффективной, цифровой, надежной и устойчивой энергосистемы вполне может стать лучшим путем к повышению энергоэффективности и безопасности, а также к увеличению потенциала возобновляемых и распределенных источников энергии.

Одна четкая и общая тема оживляет видение двадцать первого века: информация. Следовательно, интеллектуальная сеть часто используется как термин для сети двадцать первого века.

За последние два десятилетия мы стали свидетелями радикальных изменений почти в каждой отрасли. От доставки посылок до потребительского банковского обслуживания, розничных продаж и авиаперелетов — все они столкнулись с существенными изменениями в своей инфраструктуре — в том, как они предоставляют услуги, как они взаимодействуют и привлекают потребителей, а также как они ведут бизнес.

Изменения в этих отраслях зависят не только от большего количества информации, но и от более качественной информации — более точной, более своевременной и двусторонней связи, которая позволяет «системному оператору» на уровне предприятия планировать, проектировать и работать быстрее и эффективнее.

Конечным результатом являются более качественные услуги, большее удобство, более низкие затраты и более довольные клиенты. Взаимодействие клиентов с поставщиком услуг — будь то банк, авиакомпания, судоходная компания, интернет-магазин — часто приводит к улучшению взаимовыгодных отношений. Результатом является более сильная, более продуктивная и более устойчивая экономика.

Несмотря на случайное неправильное использование информации, преднамеренное или непреднамеренное, основные основополагающие изменения стали движущей силой экономического роста и процветания. Те же принципы применимы и к электроэнергетическому сектору.

Более качественная информация дает возможность быстрого внедрения инноваций в коммунальные услуги.

Коммунальные службы могут гораздо точнее планировать будущие потребности, могут проектировать систему более эффективно и с более жесткими допусками, а также могут эксплуатировать ее совершенно новыми и более эффективными способами. Это также дает возможность расширить возможности потребителей, предоставляя информацию о том, когда и как они используют энергию, и дает им возможность согласовать свое использование с оптимальной производительностью системы и разнообразными личными предпочтениями.

Конечно, с увеличением объема информации возникает потребность в новой массивной информационной инфраструктуре для сбора, транспортировки, управления, хранения, анализа и отображения этой информации. Такое нетривиальное начинание и инвестиции требуют нового мышления и новых процессов, поднимая вопросы, которые энергетика только начала понимать и ценить.

К счастью, другие отрасли уже рассмотрели и решили многие из этих проблем для своих целей, и энергетика может опираться на этот опыт. 

Одной из самых перспективных технологий будущего в сфере энергетики является технология Smart Grid.

Smart Grid (Интеллектуальная сеть) — это современная электрическая сеть, интегрированная с информационными и коммуникационными технологиями. Обычная сеть может только передавать или распределять электроэнергию от генерации к конечным потребителям. Но интеллектуальная сеть может передавать энергию и информацию обоими способами. Таким образом, интеллектуальная сеть модернизирует существующую сеть, чтобы она функционировала более безопасно, и эффективно.

Подробный обзор технологии Smart Grid:

Интеллектуальная энергетическая сеть, Smart grid, умная сеть электроснабжения

Smart Grid и IoT:

Перспективы интеграции Интернета вещей (IoT) и умных электрических сетей (Smart Grid)

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: https://t.me/electricalschool

Что такое статическое электричество?

Статическое электричество — термин, обозначающий явления, вызванные накоплением электрического заряда на поверхности различных тел и предметов и их обменом при взаимном контакте.

Все материалы состоят из атомов — частиц, которые дополнительно характеризуют свойства материала. Каждый атом содержит как положительные, так и отрицательные частицы — в состоянии покоя их сумма равна нулю. Когда одна из частиц теряется, атом становится ионом — он имеет положительный или отрицательный заряд. Ионы с противоположными зарядами притягиваются друг к другу, а с одинаковым зарядом отталкиваются.

Материалы можно разделить на две основные группы – проводники и изоляторы. Электроны могут свободно перемещаться в проводнике — проводник может быть статически заряжен в изолированной среде и легко разряжаться при контакте с землей. Изоляционные материалы (диэлектрики) может очень долго сохранять свой статический заряд и даже иметь заряд разной полярности в разных местах. Электроны не могут свободно двигаться, и поэтому изоляторы не могут быть легко разряжены путем заземления.

Практический смысл

Статический заряд вызывает множество проблем в повседневной жизни и рабочих процессах. Пропуск заряда при выходе из автомобиля, покрытие поверхностей притянутыми частицами пыли, проблемы с размещением фольги и наклеек на поверхностях, повреждение чувствительных электронных компонентов или оборудования, взрывы во взрывоопасных средах и пожары.

Проводники освобождаются от статического заряда путем заземления.

Нейтрализация статического заряда на изоляторах осуществляется ионизаторами (ионизаторами) - принцип действия воздушного потока, который разделяется на положительные и отрицательные ионы. Они притягиваются к ионам с противоположным зарядом на разряженном объекте, и таким образом статический заряд нейтрализуется.

Статический заряд также может быть полезен, например, для временного скрепления материалов и, таким образом, упрощения производственных процессов.

Другой возможностью использования статического электричества являются электростатические сепараторы мелких частиц из газового потока. Газ с пылью пропускается через электроды с напряжением в несколько десятков киловольт, на которых частицы приобретают электрический заряд и затем притягиваются к собирающему электроду с противоположным зарядом.

Лазерные принтеры и копировальные аппараты — еще одна важная область использования электрического заряда. Частицы тонера переносятся на бумагу с помощью электрического поля, где впоследствии фиксируются теплом.

Как избавиться от статического электричества?

Вы можете избавиться от нежелательного статического электричества дома или в офисе, используя увлажнитель воздуха. Если при ношении одежды появляется статическое электричество, при стирке желательно использовать кондиционер для белья.

Если при контакте с кожей появляется статическое электричество, желательно использовать увлажняющие кремы или масла для тела.

Когда статическое электричество вызывает проблемы с волосами, удобно использовать косметику с силиконом для волос.

Полезные советы по борьбе со статическим электричеством:

Защита от статического электричества в быту

Защита от статического электричества в производственных процессах

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: https://t.me/electricalschool

Ветроэнергетика - энергия ветра на службе у людей

Ветер является одним из возобновляемых источников энергии, и его использование возможно практически в любом месте. Ветряные электростанции и парки производят чистую энергию без выбросов и отходов и позволяют производить ее как в крупных централизованных, так и в небольших децентрализованных системах.

Происхождение энергии ветра следует искать в неравномерном нагреве земной поверхности падающими солнечными лучами. Слои воздуха, нагретые более теплой поверхностью, поднимаются на основании меньшего удельного веса, а на их место перемещаются массы более холодного воздуха из мест с более прохладной поверхностью. Создаются повышенное и пониженное давление, и, уравнивая перепады давления, воздушные массы обтекают земную поверхность.

Важной характеристикой ветра является его скорость. Для его обнаружения используются устройства, называемые анемометрами.

Использование энергии ветра восходит к древним временам. 3700 лет назад в Месопотамии для питания ирригационного оборудования использовали энергию ветра. Еще одно классическое использование энергии ветра — мельницы для помола зерна.

Ветряные мельницы с вертикальной осью строились в Китае и Персии, позже в Европе преобладали конструкции с горизонтальной осью и вращением мельницы против ветра. 

Американский изобретатель и пионер электрического освещения Чарльз Фрэнсис Браш (1849–1929) внес свой вклад в разработку ветряных турбин.

В 1888 году он построил первую в мире автоматически работающую ветряную турбину, работающую от динамо-машины мощностью 12 кВт. Турбина с динамо-машиной была высотой 18,3 м при диаметре 17 метров и использовалась для зарядки 12 аккумуляторов в его большом жилом доме.

Подробно про устройство современных ветроэлектростанций смотрите здесь: Ветроэнергетические установки и станции - история, классификация, виды, особенности

Выбор места для строительства ветроэлектростанции

Наиболее важным фактором, влияющим на выбор подходящего места для строительства ветряной электростанции или ветропарка, является оценка местных погодных условий. 

Помимо преобладающего направления ветра, необходимо точно определить его скорость. Он может быть основан на общих метеорологических данных или на подробных статистических измерениях в данном месте. 

Поскольку мощность турбины пропорциональна третьей степени скорости ветра, к точности измерения предъявляются более высокие требования.

Для более крупных проектов измерение регистрационными анемометрами должно длиться не менее полугода. Затем на основе созданной карты ветров специалисты определят количество и мощность отдельных ветряков в парке. 

При выборе места для строительства ветропарка необходимо учитывать и ряд других параметров.

Прочность грунта определяет тип надежного крепления мачты. Транспортная доступность важна не только для собственно строительства ветропарков с использованием тяжелых кранов, но и для их обслуживания до окончания срока эксплуатации. 

Необходимо также учитывать доступность и пропускную способность системы передачи энергии, чтобы затраты на подключение электростанций были как можно ниже.

Определенные ограничения также могут быть вызваны рельефом местности на строительной площадке, наличием жилых помещений или местными ограничениями, например, расстоянием или высотой зданий.

Воздействие ветряной электростанции на окружающую среду

Ветряная электростанция производит чистую электроэнергию без твердых или газообразных выбросов, отходов и отработанного тепла. С другой стороны, он также имеет свои недостатки и негативные последствия.

Среди основных недостатков — нестабильность ветрового потока и относительно небольшая концентрация энергии — для получения большей производительности необходимо строить обширные ветропарки.

Воздействие ветропарков на население проявляется в основном в повышенном уровне шума и стробоскопическом явлении. Шум в основном вызван машинным отделением силовой установки и обтеканием лопастей воздушного винта.

Современные звукоизоляционные конструкции совместно с программами управления силовыми установками снижают уровень шума до безопасного уровня, не превышающего разрешенные нормы.

Стробоскопическое явление возникает из-за вращения пропеллера в солнечную погоду, когда солнце находится низко над горизонтом. При этом в близлежащих населенных пунктах создается неприятный эффект движущихся теней. В этом случае необходимо отключить электростанцию ​​на необходимое время.

Воздействие ветряных электростанций на птиц разнообразно. Одни виды их избегают, другие принимают как часть среды, в которой живут. Основное условие – электростанции не должны строиться в местах большей концентрации птиц или в коридорах их перелета.

Исследования экологов на ветряных электростанциях также показали, что электростанции не влияют на нарушение дикой природы.

Зеленая энергетика (самые свежие новости по теме): Новости возобновляемой и альтернативной энергетики

Что такое автоматизация в простом и доступном изложении

 

Слова «автоматика», «автоматизация» и т. п. происходят от греческого слова «автоматос», что означает самодвижущийся. В настоящее время эти слова имеют другой смысл. Мы называем установку автоматической в том случае, если она выполняет свои функции без непосредственного участия человека.

Наука, изучающая общие принципы и методы построения таких установок и систем, т. е. установок и систем, работающих без непосредственного участия человека, называется автоматикой. Внедрение в производственный процесс автоматических установок называется автоматизацией.

Для успешного протекания любого технологического процесса нужно, чтобы величины, характеризующие этот процесс, имели определенные значения. Эти величины называются параметрами. Принудительное поддержание параметров в определенных пределах или изменение их по каким-либо законам называется регулированием.

Если регулирование осуществляется без непосредственного участия человека, оно называется автоматическим. Установка, в которой производится измерение или регулирование параметров, называется объектом. Для осуществления автоматического регулирования к объекту подключается комплекс устройств, совокупность которых называется регулятором.

Объект и регулятор образуют систему автоматического регулирования. Автоматические устройства условно разделяются на виды:

1. Автоматический контроль и учет, когда результаты измерения получаются без непосредственного участия человека.

2. Дистанционное управление, при котором с пульта осуществляется пуск, остановка, изменение режимов и т. п.

3. Автоматическая защита, когда установка без участия человека отключается от электросети при возникновении ненормальных режимов или совершаются другие действия, например открытие предохранительного клапана, устраняющие опасность.

4. Автоматическая блокировка, когда работа нескольких установок связывается определенными зависимостями, обеспечивающими требуемую последовательность включения, надежность и безопасность работы.

5. Автоматическое регулирование, когда без участия человека производятся все действия, необходимые для того, чтобы параметр находился в заданных пределах или изменялся по определенному закону.

Степень внедрения в производство автоматических установок определяет уровень автоматизации. Различают частичную автоматизацию, комплексную автоматизацию и полную автоматизацию.

При частичной автоматизации на предприятии работают отдельные, не связанные между собой автоматизированные установки.

При комплексной автоматизации все операции по обработке материалов, включая их транспортировку, осуществляются системой автоматических машин и технологических агрегатов по заранее заданным программам. За человеком остается согласование работы между отдельными участками производства, выбор наиболее рациональных режимов работы, установка задатчиков регуляторов и т. п., т. е. то, что объединяется понятием «оперативное управление».

Комплексная автоматизация является ступенью для перехода к полной автоматизации, которая достигается путем автоматизации оперативного управления и завершается созданием цехов и заводов-автоматов.

Если технической базой частичной автоматизации являются датчики и регуляторы, а теоретической основой — теория автоматического регулирования, то при полной автоматизации технической базой, помимо датчиков и регуляторов, являются электронные вычислительные машины, а теоретической основой — теория автоматического управления. 

Возможности современной техники настолько богаты, что позволяют автоматизировать любую отрасль производства. Однако уровень автоматизации определяется, в первую очередь, экономикой и поэтому различные отрасли промышленности в разной степени автоматизированы.

Подробно эта тема в простом и доступном изложении рассмотрена на сайте "Школа для электрика":

Автоматизация производственных процессов

Тренды, актуальные вопросы

Основы робототехники

Samsung обнаружила новый материал, который может произвести революцию в производстве микросхем

Ученые из передового технологического института Samsung открыли новый материал, названный аморфным нитридом бора, который может произвести революцию в полупроводниковой промышленности. Это должно быть ключом к преодолению проблем масштабируемости, которые благодаря своим специфическим свойствам могут использоваться в широком спектре продуктов.

Аморфный нитрид бора (a-BN), обнаруженный передовым технологическим институтом Samsung (SAIT), состоит из атомов бора и азота с аморфной молекулярной структурой. Это производное белого графена, которое также содержит оба элемента, но имеет гексагональную структуру. Таким образом, эти два материала явно отличаются друг от друга.

Аморфный нитрид бора имеет лучшую в своем классе диэлектрическую проницаемость 1,78 К с высокими электрическими и механическими свойствами. Благодаря им, a-BN можно использовать в качестве изоляционного материала между соединениями, чтобы минимизировать электрические помехи. 

Очень важным является также то, что материал может быть использован в производстве кремниевых пластин в массовом масштабе при относительно низкой температуре всего лишь 400 ° С.

Это, в свою очередь, гарантирует, что аморфный нитрид бора можно легко использовать в популярных полупроводниках, таких как память DRAM и NAND. Samsung также ожидает, что разработанные ею материалы будут включены в память следующего поколения, предназначенную для серверов.

Представители SAIT утверждают, что в последнее время возрос интерес к новым материалам и их производным, которые смогут решить многие задачи, связанные с применяемыми в настоящее время технологическими процессами. 

Ученые хотят оправдать ожидания и будут продолжать разрабатывать современные 2D-материалы.

Смотрите также: Электронные приборы и устройства, зарождение и развитие электроники

Как работают промышленные датчики температуры?

Принцип работы датчиков температуры довольно прост. Величина, измеренная устройством (в данном случае значение температуры, выраженное в соответствующих единицах), преобразуется в аналоговый электрический сигнал или цифровой сигнал, пригодный для передачи.

Измерение и обработка сигналов происходит непосредственно в датчике или в соответствующем измерительном преобразователе. Методы, используемые в технике измерения, различны - одни датчики реагируют на измеряемую физическую величину напрямую, другие генерируют измеренный сигнал только после его возмущения (например, после отражения от объекта).

Конечно, последний метод в основном используется для измерения расстояния или объема. Для измерения температуры обычно используются датчики температуры, которые реагируют на значения измеряемой величины.

Как устроена базовая измерительная система с датчиком?

Базовая измерительная система для измерения неэлектрических величин, таких как температура, обычно состоит из трех основных элементов: датчик конвертер приемник (счетчик, контроллер, регулятор).

Датчик преобразует измеренную неэлектрическую величину в электрический сигнал, а затем преобразователь преобразует этот сигнал в передаваемый нормализованный сигнал. Измеритель показывает (аналоговым или цифровым способом) значение измеряемой величины, преобразованное в нормализованный передаваемый сигнал. Стандартизация выходного сигнала позволяет использовать одно и то же устройство для измерения различных физических величин, конечно, после его предварительного масштабирования.

Типы датчиков, имеющихся в продаже

Среди имеющихся на рынке датчиков можно выделить следующие: пассивные и активные.

Пассивные датчики работают таким образом, что генерируемая ими выходная величина является только изменением электрического параметра (например, емкости или сопротивления). С другой стороны, активные датчики генерируют выходной ток или напряжение в результате реакции на входной параметр.

Независимо от того, классифицируется ли датчик как активный или пассивный, важно, чтобы он не влиял на измеряемую величину, чтобы на измерение не повлияла ошибка, связанная с самим фактом измерения. Конечно, настоящие измерители всегда показывают погрешность измерения, но дело в том, чтобы сделать ее как можно меньше.

Такой эффект достигается, когда выходная мощность измерительной системы мала, что может быть достигнуто путем использования достаточно чувствительных измерительных систем (например, мостовых или с электронным усилением измерительного сигнала). Тогда побочные эффекты измерения (например, в виде нагрева места измерения) минимальны.

Для измерения температуры используются как параметрические (пассивные), так и генераторные (активные) датчики. 

В первую группу входят датчики сопротивления. В таких терморезисторах используется влияние измеряемой величины на сопротивление измерительного элемента. В продаже имеются платиновые, никелевые, а иногда и медные терморезисторы.

В активных датчиках, то есть термопарах, формирование электродвижущей силы (ЭДС) в термопаре используется для выполнения измерения из-за разницы температур на ее концах.

Подробно про различные датчики температуры смотрите здесь:

Достоинства и недостатки различных датчиков температуры

Подключение датчиков температуры

Термометры сопротивления - принцип действия, виды и конструкции, особенности использования

Реле на практике, что это такое и для чего?

Электромагнитные реле - это основной тип реле. Оно содержит управляющую катушку (электромагнит) и контакты, с помощью которых осуществляется управление нагрузкой. Когда ток проходит через катушку, создается магнитный поток, якорь затягивается, а выходные контакты замыкаются или размыкаются.

Реле часто содержит несколько замыкающих и размыкающих контактов, а также могут иметь переключающие контакты. Важными характеристиками каждого из этих устройств являются, прежде всего, количество нормально-замкнутых и нормально-разомкнутых контактов, а также максимально возможные коммутируемые напряжение и ток.

Основные функции реле: размножение контактов, усиление сигналов и обеспечение гальванической развязки в электрических цепях.

Электромагнитные реле применяются только в цепях управления. Их нельзя использовать для управления управления электродвигателями, прожекторами, нагревателями. Для этих целей применяют магнитные пускатели и контакторы.

Реле известны с 19 века. Первоначально реле обычно служило механическим усилителем на телеграфных линиях. И хотя полупроводниковые схемы уже сегодня во многих случаях берут на себя их функции, мы все еще можем их встретить во многих случаях. Это очень важный функциональный элемент для автоматизированных систем и систем управления. В недавнем прошлом вся логика работы схем автоматического управления была построена на использовании реле.

Кроме обычных реле в автоматике часто встречаются герконовые реле, которые  используются, например, в коммуникационных технологиях или в качестве датчиков (например, открывателей дверей, окон).

Подробнее про различные виды реле смотрите здесь:

Электромагнитные реле управления, как работает реле, устройство, виды и характеристики

Герконы и герконовые реле: устройство, устройство, виды, достоинства и недостатки

Системы управления частотно-регулируемого привода

Современная тенденция развития электропривода характеризуется активизацией работ по разработке и внедрению частотно-регулируемых электроприводов на базе простых и надёжных в эксплуатации короткозамкнутых асинхронных двигателей. Это стало возможным за счёт создания преобразователей частоты с использованием силовых транзисторов, которые в отличие от тиристоров обладают широкими регулировочными свойствами.

Системы скалярного управления частотно-регулируемого привода

В основу скалярного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода положено изменение текущих значений модулей векторов напряжения или тока без учёта их ориентации относительно вектора магнитного потока асинхронного двигателя (АД).

Системы частотного управления получили широкое распространение при проектирование асинхронного электропривода. Это обменяется простотой реализации измерения и регулирования асинхронных двигателей, а также возможностью построения разомкнутых систем управления скоростью двигателя.

Асинхронный электропривод с частотным управлением (ПЧ-АД) без использования обратных связей на практике находит довольно широкое применение для механизмов с вентиляторным моментом сопротивления на налу, а также для механизмов с постоянным моментом сопротивления на валу при диапазоне регулирования скорости в пределах 10:1.

Задачей управления разомкнутой систем электропривода ПЧ-АД, где общим сигналом управления является выходное напряжения Uf задающего устройства, сводится к обеспечению постоянства перегрузочной способности двигателя во всём диапазоне регулирования, т.е. обеспечение постоянного критического момента (Mкp=const).

Известно, что при  изменении частоты управление асинхронным двигателем для сохранения постоянства перегрузочной способности по моменту необходимо обеспечивать равенство соотношений U1/f1 = Uном/fном на всём диапазоне регулирования скорости.

Следует отметить, что в разомкнутой системе в приделах диапазона регулирования скорости 10:1 минимальное значение частоты, при котором соотношение U1/f1 остаётся постоянным, выбирается на уровне (0,3-0,4) fном, дальнейшее изменение частоты происходит при постоянном минимальном напряжении статора.

В качестве основных недостатков разомкнутой системы частотного управления являются отсутствие возможности повышения точности регулирования и ограничения переменных момента, электрического тока и напряжения при возможных перегрузках или изменениях напряжения питающей сети.

Применение замкнутых систем частотного управления асинхронным электроприводом позволяет обеспечивать требуемые статические и динамические показатели регулирования.

В качестве обратных связей могут использоваться параметры асинхронных двигателей, доступные для непосредственного их измерения, среди них наибольшее распространение получили напряжение и ток статора, скорость ротора, абсолютное скольжение, магнитный поток в воздушном зазоре.

Системы векторного управления частотно-регулируемого привода

Векторное управление частотно-регулируемого асинхронного электропривода предусматривает совместное регулирование текущих значений переменных асинхронного двигателя и углов между их векторами, проекциями на взаимно перпендикулярные оси координат, вращающиеся с определённой скоростью.

За счёт регулирования амплитудных значений переменных и углов между их векторами обеспечивается полное управление асинхронным двигателем как в статике, так и в динамике, что улучшает качественные показатели системы по сравнению со скалярным управлением. Это является определяющим в выборе систем с векторным управлением.

Векторное управление частотно-регулируемого асинхронного электропривода может осуществляться при питании асинхронного двигателя от частотного преобразователя как с источником напряжения, так и с источником тока. 

Однако наиболее распространённым вариантом векторного управления является система с использованием частотного преобразователя с источником тока, так как в процессе регулирования тока, не зависимо от частоты питания асинхронного двигателя обеспечивается регулирование и его момента.

В общем случае система векторного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода должна решать задачи регулирования и стабилизации момента и скорости асинхронного двигателя.

Подробно эти вопросы рассмотрены здесь:

Для чего нужен электропривод с регулируемой скоростью

Частотное регулирование асинхронного двигателя

Частотный преобразователь - виды, принцип действия, схемы подключения

Скалярное и векторное управление асинхронными двигателями - в чем различие

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