Font Size

SCREEN

Layout

Menu Style

INFOFIZ

Поиск по сайту

Елена Дудко

Лента.ру Исследователи из Центра холодной материи охладили вещество до миллионных долей градуса выше абсолютного нуля. Ученым удалось поставить рекорд по приближению к минимально возможному значению температуры. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Nature Physics, кратко об исследовании рассказывается в пресс-релизе на сайте Phys.org.

Абсолютный нуль равняется минус 273,15 градуса Цельсия, или 0 кельвинов (К). При этом повышение температуры на один градус Цельсия равно ее повышению на один кельвин. Температура вакуума превышает абсолютный нуль на 2,7 К из-за теплового излучения, оставшегося после Большого взрыва и равномерно заполняющего Вселенную.

В ходе многочисленных экспериментов физикам удавалось достичь триллионных долей одного кельвина, охлаждая отдельные атомы, однако сделать то же самое с молекулами пока не удавалось. Чтобы решить эту проблему, ученые скомбинировали два традиционных подхода, понизив температуру молекул до рекордных долей градуса.

Исследователи использовали молекулы фторида кальция, которые помещались внутрь магнитно-оптической ловушки. Их охлаждали с помощью лазеров. Атомы вещества при этом поглощают фотоны излучения и переизлучают их, теряя больше энергии, чем приобретая. Однако таким способом возможно понижение температуры молекулы лишь до определенного предела (доплеровского). Чтобы преодолеть это ограничение, физики применили метод сизифова охлаждения, при котором используются два двигающихся навстречу друг другу лазерных пучка, забирающие кинетическую энергию у молекулы.

Ученые заявили, что температура охлажденных таким способом молекул достигла 50-миллионной доли градуса. По словам исследователей, это замедляет химические реакции, в которые вступает остывшее вещество, позволяя наблюдать за механизмами их протекания.

Источник: Лента.ру

Лента.ру Астробиолог НАСА Рокко Маничелли (Rocco Manicelli) заявил о возможном существовании в подповерхностном океане Энцелада биолюминесцентных организмов. Об этом Маничелли рассказал в интервью Gizmodo.

Специалист считает, что на Энцеладе могут жить тихоходки, которых также называют «маленькими водяными медведями». Они отличаются высокой живучестью и способны существовать как в горячих источниках, так и подо льдом. Энергия от гидротермальных источников луны, по словам Маничелли, преобразуется в свечение.

 «Это вполне возможно (...). Мы знаем, что организмы, которые живут в глазах некоторых глубоководных рыб, являются биолюминесцентными и способны излучать свет, — рассказал специалист. — "Водяные медведи" очаровательны. Это не выходит за рамки возможностей».

Межпланетная станция Cassini обнаружила, что водяные струи, извергаемые из недр Энцелада, содержат до 1,4 процента молекулярного водорода и до 0,8 процента углекислого газа. Эти соединения являются критически важными для биосинтеза метана микроорганизмами и показывают, что в подповерхностном океане спутника Сатурна присутствуют гидротермальные источники. Вблизи них происходят химические реакции между минеральными породами и органической материей.

Энцелад — шестой по размеру спутник Сатурна. Вокруг планеты луна обращается за 32,9 часа. Радиус Энцелада примерно в 25, а масса — в 200 тысяч раз меньше, чем у Земли.

Источник: Лента.ру

Лента.ру Международная группа астрономов обнаружила газовый гигант MOA-2016-BLG-227Lb, который в три раза массивнее Юпитера. Эта экзопланета удалена от Земли на 21 тысячу световых лет. Об этом сообщается на сайте Phys.org.

MOA-2016-BLG-227Lb была найдена в 2016 году с помощью телескопа MOA-II при Университетской обсерватории Маунт Джон. Для этого использовался метод, основанный на гравитационном микролинзировании. При этом явлении траектории световых лучей, исходящих от одного астрономического объекта, искажаются гравитационным полем другого небесного тела. Серия наблюдений с других телескопов позволила определить основные параметры планеты.

Астрономы выяснили, что объект относится к классу так называемых Супер-Юпитеров — планет, масса которых превышает массу самой крупной планеты Солнечной системы. Однако они недостаточно велики, чтобы быть коричневыми карликами, в которых протекают реакции термоядерного синтеза. Экзопланета вращается вокруг небольшой красной или оранжевой звезды.

Источник: Лента.ру

Лента.ру Межпланетная станция Cassini обнаружила, что водяные струи, извергаемые из недр Энцелада, содержат до 1,4 процента молекулярного водорода и до 0,8 процента углекислого газа. Эти соединения являются критически важными для биосинтеза метана микроорганизмами и показывают, что в подповерхностном океане спутника Сатурна присутствуют гидротермальные источники. Соответствующее исследование американских ученых опубликовано в журнале Science.

Изученный образец также содержит 96-99 частей воды (по объему), 0,1-0,3 части метана и 0,4-1,3 части аммиака. Аномально высокое содержание молекулярного водорода означает, что в недрах спутника Сатурна нарушено термодинамическое равновесие. Ученые полагают, что наиболее правдоподобным объяснением этого можно считать наличие в подповерхностном океане Энцелада гидротермальных источников, вблизи которых происходят химические реакции между минеральными породами и органической материей.

На Земле подобные процессы поддерживают существование в глубинах океанов экосистем анаэробных архей — примитивных микробов, получающих энергию без доступа кислорода. Пробы водяных струй научный инструмент INMS (Ion and Neutral Mass Spectrometer) станции Cassini взял в 2015 году во время ближайшего пролета от Энцелада.

Энцелад — шестой по размеру спутник Сатурна. Вокруг планеты луна обращается за 32,9 часа. Радиус Энцелада примерно в 25, а масса — в 200 тысяч раз меньше, чем у Земли.

У луны крайне разреженная атмосфера, а под водяной мантией — твердое силикатное ядро. Поверхность на севере покрыта кратерами, на юге их намного меньше (там наблюдаются необычные трещинные образования — «тигровые полосы», являющиеся источниками криовулканизма). Под ледяной поверхностью Энцелада есть океан. Химический состав выбросов криовулканов спутника свидетельствует, что его недра благоприятны для зарождения и развития жизни, а внутри океана, вероятно, гидротермальная активность нагревает воду до 90 градусов по Цельсию.

Миссия Cassini считается самой успешной программой НАСА по исследованию планеты Солнечной системы. Основная цель проекта заключается в исследовании Сатурна, его колец и самого крупного спутника планеты — Титана. Миссия запущена 15 октября 1997 года с мыса Канаверал во Флориде и 1 июля 2004-го вышла на орбиту Сатурна. 25 декабря 2004 года от спутника Cassini отделился зонд Huygens, который 14 января 2005-го высадился на поверхности Титана.

Финал миссии запланирован на 15 сентября 2017 года. В этот день Cassini должна быть затоплена в атмосфере Сатурна. Такой способ уничтожения аппарата позволит предотвратить возможное биологическое загрязнение наземными материалами Энцелада и Титана — спутников планеты, где ученые не исключают наличие примитивной жизни.

Источник: Лента.ру

Лента.ру Ученые из Лондонского университета и Королевского колледжа Лондона выяснили, что ежедневное использование маленькими детьми устройств с сенсорным экраном приводит к сокращению времени сна. Статья исследователей опубликована в журнале Scientific Reports. Кратко о ней рассказывает издание Gizmodo.

Авторы работы провели онлайн-опрос родителей, у которых были дети в возрасте от шести до 36 месяцев. Респонденты должны были указать среднюю продолжительность дневного и ночного сна их ребенка. Кроме того, они сообщали, сколько времени ему требуется, чтобы заснуть, а также частоту пробуждений ночью.

Примерно 70 процентов опрошенных владели сенсорными устройствами. При этом доля детей, пользующихся ими, составляла 75 процентов (всего их было 715).

Оказалось, что у детей, которые проводили больше времени за смартфонами и планшетами, сократилась продолжительность ночного сна. Несмотря на то что днем они спали чуть дольше, общее количество времени, отведенное на сон, стало меньше. При этом каждый час использования устройства отнимал в среднем 15,6 минуты отдыха. Также было отмечено, что пользующимся гаджетами детям сложнее заснуть.

Источник: Лента.ру

Лента.ру Астрономы выяснили, что обнаруженный ранее в Солнечной системе объект DeeDee является сферической карликовой планетой. Об этом сообщается на сайте Phys.org.

DeeDee был обнаружен осенью 2016 года с помощью 4-метрового телескопа «Бланко», который располагается в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо в Чили. С помощью этого инструмента проводят наблюдения в рамках проекта Dark Energy Survey, целью которого является изучение темной энергии. При этом удалось запечатлеть 12 процентов неба, что позволяет вести поиск различных объектов. Так, было выявлено около 1,1 миллиарда небесных тел, подавляющее большинство которых оказались галактиками.

Телескоп «Бланко »позволил рассчитать расстояние и характеристики орбиты DeeDee, который в три раза дальше от Солнца, чем Плутон. Однако тогда астрономам не удалось вычислить его размеры и определить другие физические характеристики. Для той цели ученые использовали ALMA — Атакамскую большую решетку миллиметрового диапазона. Этот радиотелескоп, состоящий из 66 антенн, позволяет регистрировать тепловое излучение, исходящее от небесных объектов.

Оказалось, что диаметр DeeDee достигает 635 километров, что на одну треть меньше Цереры — ближайшей к Солнцу карликовой планеты. По оценке исследователей, при таком размере этот объект должен обладать достаточной массой, чтобы иметь сферическую форму. В этом случае он также представляет собой карликовую планету. Температура на поверхности DeeDee равна 30 кельвинов, или минус 243 градусов Цельсия. Объект отражает только 13 процентов падающего на него света.

Источник: Лента.ру

Лента.ру Американские ученые из Массачусетского технологического института и Калифорнийского университета в Беркли придумали устройство, которое получает воду из воздуха, используя для этого солнечный свет. По мнению исследователей, оно поможет выжить людям, заблудившимся в пустыне. Об этом сообщает издание ScienceAlert.

Для создания прибора, названного солнечным харвестером (solar-powered harvester), были использованы металлорганические соединения (МОС). Последние представляют собой вещества, состоящие из металлов, например магния и алюминия, и органических молекул. Этот материал способен формировать жесткие пористые структуры, в которых можно хранить жидкости или газы. В данном случае применялось МОС, включающее цирконий и адипиновую кислоту, связывающую водяной пар.

Ученые взяли крошечные кристаллы МОС и поместила их между гелиоустановкой, собирающей энергию солнечного света, и конденсатором, в котором осуществляется переход пара в жидкость. Когда воздух проникает в металлорганический материал, молекулы воды «прилипают» к внутренней поверхности пор. Солнце нагревает МОС, в результате чего водяной пар выталкивается в конденсатор. Образующаяся жидкость затем собирается в коллекторе и может использоваться для питья.

По словам разработчиков, устройство способно получать воду из воздуха, влажность которого не превышает 20 процентов. Оно способно спасти от жажды заблудившегося в пустыне человека, а также может решить проблему нехватки воды в регионах, страдающих от засухи.

Источник: Лента.ру

Лента.ру Шведские и польские астрономы описали формирование облака Оорта — самой удаленной от светила части Солнечной системы. Соответствующее исследование принято к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics и доступно на сайте arXiv.org.

Ученые проведи компьютерное моделирование, в котором формирование облака Оорта началось во времена, когда Солнце было частью звездного скопления, суммарная масса которого в десять тысяч раз превосходила солнечную. Специалисты отследили эволюцию облака Оорта, содержащего около трех тысяч комет, за период в несколько сотен миллионов лет. За это время Солнце взаимодействовало с 20 ближайшими звездами. Всего ученые провели около тысячи симуляций, учитывающих различные параметры орбит небесных тел облака Оорта.

Оказалось, что наибольшие шансы на свое сохранение эта область получила, если первоначально она имела небольшие размеры. Например, если изначально облако Оорта находилось на расстоянии 5-20 тысяч астрономических единиц от Солнца, то, скорее всего, оно быстро бы разрушилось.

Наибольшие шансы на сохранение оказались у облака, большие полуоси орбит комет которого не превосходили трех тысяч астрономических единиц. Ученые полагают, что именно такими параметрами обладало древнее облако Оорта. В противном случае структура, существование которой допускается на окраинах Солнечной системы, до настоящего времени сохранилась лишь частично.

Облако Оорта — гипотетическая область на границе Солнечной системы, внешняя часть которой находится на расстоянии около одного светового года (63,2 тысячи астрономических единиц) от звезды. Считается, что облако служит источником долгопериодических комет и является остатком протопланетного диска.

Источник: Лента.ру

Полупроводниковые приборыразличные по конструкции, технологии изготовления и функциональному назначению электронные приборы, основанные на использовании свойств полупроводников.

К полупроводниковым приборам относят также полупроводниковые микросхемы, которые представляют собой монолитные законченные функциональные узлы (усилитель, триггер, набор элементов), все компоненты которых изготавливаются в едином технологическом процессе.

Зависимость электропроводимости полупроводника от различных внешних воздействий служит основой разнообразных технических приборов. Так, уменьшение сопротивления используется в термисторах, уменьшение сопротивления при освещении– в фоторезисторах. Появление ЭДС при прохождении тока через полупроводник, помещённый в магнитное поле (эффект Холла) применяется для измерения магнитных полей, мощности и т.д. Особенно ценными свойствами обладают неоднородные полупроводники (с изменяющейся от одной части объёма к другой проводимостью), а также контакты разных полупроводников между собой и полупроводников с металлами. Возникающие в таких системах эффекты наиболее ярко проявляются у электронно-дырочных переходов (р-п-переходом). Использование р-п-переходов лежит в основе действия многих полупроводниковых приборов: транзистора, полупроводникового диода, полупроводникового фотоэлемента, термоэлектрического генератора, солнечной батареи.

60-е – 70-е годы составляют эпоху полупроводниковой техники и собственно электроники. Электроника внедряется во все отрасли науки, техники и народного хозяйства. Являясь комплексом наук, электроника тесно связана с радиофизикой, радиолокацией, радионавигацией, радиоастрономией, радиометеорологией, радиоспектроскопией, электронной вычислительной и управляющей техникой, радиоуправлением на расстоянии, телеизмерениями, квантовой радиоэлектроникой.

В этот период продолжалось дальнейшее усовершенствование электровакуумных приборов. Большое внимание уделяется повышению их прочности, надёжности, долговечности. Разрабатывались пальчиковые и сверхминиатюрные лампы, что давало возможность снизить габариты установок, насчитывающих большое количество радиоламп.

Продолжались интенсивные работы в области физики твёрдого тела и теории полупроводников, разрабатывались способы получения монокристаллов полупроводников, методы их очистки и введения примесей. Большой вклад в развитие физики полупроводников внесла советская школа академика А.Ф.Иоффе.

Полупроводниковые приборы быстро и широко распространились за 50-е-70-е годы во все области народного хозяйства. В 1926 г. был предложен полупроводниковый выпрямитель переменного тока из закиси меди. Позднее появились выпрямители из селена и сернистой меди. Бурное развитие радиотехники (особенно радиолокации) в период второй мировой войны дало новый толчок к исследованиям в области полупроводников. Были разработаны точечные выпрямители переменных токов СВЧ на основе кремния и германия, а позднее появились плоскостные германиевые диоды. В 1948 г. американские учёные Бардин и Браттейн создали германиевый точечный триод (транзистор), пригодный для усиления и генерирования электрических колебаний. Позднее был разработан кремниевый точечный триод. В начале 70-х годов точечные транзисторы практически не применялись, а основным типом транзистора являлся плоскостной, впервые изготовленный в 1951 г. К концу 1952 г. были предложены плоскостной высокочастотный тетрод, полевой транзистор и другие типы полупроводниковых приборов. В 1953 г. был разработан дрейфовый транзистор. В эти годы широко разрабатывались и исследовались новые технологические процессы обработки полупроводниковых материалов, способы изготовления p-n- переходов и самих полупроводниковых приборов. В начале 70-х годов, кроме плоскостных и дрейфовых германиевых и кремниевых транзисторов, находили широкое распространение и другие приборы, использующие свойства полупроводниковых материалов: туннельные диоды, управляемые и неуправляемые четырёхслойные переключающие приборы, фотодиоды и фототранзисторы, варикапы, терморезисторы и т.д.

Развитие и совершенствование полупроводниковых приборов характеризуется повышением рабочих частот и увеличением допустимой мощности. Первые транзисторы обладали ограниченными возможностями (предельные рабочие частоты порядка сотни килогерц и мощности рассеяния порядка 100 - 200 МВт) и могли выполнять лишь некоторые функции электронных ламп. Для того же диапазона частот были созданы транзисторы с мощностью в десятки ватт. Позднее были созданы транзисторы, способные работать на частотах до 5 МГц и рассеивать мощность порядка 5 Вт, а уже в 1972 г. были созданы образцы транзисторов на рабочие частоты 20 - 70 МГц с мощностями рассеивания, достигающими 100 Вт и более. Маломощные же транзисторы (до 0,5 - 0,7 Вт) могут работать на частотах свыше 500 МГц. Позже появились транзисторы, работающие на частотах порядка 1000 МГц. Одновременно велись работы по расширению диапазона рабочих температур. Транзисторы, изготовленные на основе германия, имели первоначально рабочие температуры не выше +55 ¸ 70 °С, а на основе кремния - не выше +100 ¸ 120 °С. Созданные позже образцы транзисторов на арсениде галлия оказались работоспособными при температурах до +250 °С, и их рабочие частоты в итоге увеличились до 1000 МГц. Есть транзисторы на карбиде, работающие при температурах до 350 °С. Транзисторы и полупроводниковые диоды по многим показателям в 70-е годы превосходили электронные лампы и в итоге полностью вытеснили их из областей электроники. В интегральной электронике МДП-структуры широко используются для создания транзисторов и на их основе различных интегральных микросхем.

Перед проектировщиками сложных электронных систем, насчитывающих десятки тысяч активных и пассивных компонентов, стоят задачи уменьшения габаритов, веса, потребляемой мощности и стоимости электронных устройств, улучшения их рабочих характеристик и, что самое главное, достижения высокой надёжности работы. Эти задачи успешно решает микроэлектроника - направление электроники, охватывающее широкий комплекс проблем и методов, связанных с проектированием и изготовлением электронной аппаратуры в микроминиатюрном исполнении за счёт полного или частичного исключения дискретных компонентов.

Основной тенденцией микроминиатюризации является "интеграция" электронных схем, т.е. стремление к одновременному изготовлению большого количества элементов и узлов электронных схем, неразрывно связанных между собой. Поэтому из различных областей микроэлектроники наиболее эффективной оказалась интегральная микроэлектроника, которая является одним из главных направлений современной электронной техники. Сейчас широко используются сверхбольшие интегральные схемы, на них построено всё современное электронное оборудование, в частности ЭВМ и т.д.

Срок службы полупроводниковых триодов и их экономичность во много раз больше, чем у электронных ламп. За счёт чего транзисторы нашли широкое применение в микроэлектронике — теле-, видео-, аудио-, радиоаппаратуре и, конечно же, в компьютерах. Они заменяют электронные лампы во многих электрических цепях научной, промышленной и бытовой аппаратуры.

Транзисторы

Биполярный транзисторуниверсальный полупроводниковый усилительный прибор, выполняющий те же функции, что и электронная лампа с управляющей сеткой. По аналогии с лампой, биполярный транзистор называют полупроводниковым триодом. Его действие основано на использовании особых свойств неоднородных полупроводников. Особенность транзистора состоит в том, что между электронно-дырочными переходами существует взаимодействие – ток одного из переходов может управлять током другого.

Помимо усиления электрических колебаний, биполярные транзисторы широко используются как бесконтактные коммутационные устройства, в разнообразных генераторных схемах, для преобразования и детектирования колебаний, причём от соответствующих ламповых устройств схемы с биполярными транзисторами отличаются миниатюрностью, высокой экономичностью питания, большой механической прочностью, мгновенной скоростью к действию, большой долговечностью. Максимальные рабочие частоты самых высокочастотных биполярных транзисторов превышают 10000 МГц, наибольшие мощности – примерно 200-250 Вт. К недостаткам биполярных транзисторов относится существенная температурная зависимость их характеристик.

Основные материалы, из которых изготовляют транзисторы — кремний и германий, перспективные – арсенид галлия, сульфид цинка и широкозонные проводники.

Полевой транзисторполупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля, создаваемого сигналом. Полевой транзистор отличается от биполярного тем, что используемый в нём механизм усиления обусловлен носителями заряда только одного знака (электронами или дырками). Полевой транзистор называют также канальным и униполярным транзистором.

Полевые транзисторы имеют ВАХ (вольт-амперные характеристики), подобные ламповым, и обладают всеми принципиальными преимуществами транзисторов. Это позволяет применять их в схемах, в большинстве случаев использовались электронные лампы, например, в усилителях постоянного тока с высокоомным входом, в истоковых повторителях с особо высокоомным входом, в электрометрических усилителях, различных реле времени, RS - генераторах синусоидальных колебаний низких и инфранизких частот, в генераторах пилообразных колебаний, усилителях низкой частоты, работающих от источников с большим внутренним сопротивлением, в активных RC - фильтрах низких частот. Полевые транзисторы с изолированным затвором используют в высокочастотных усилителях, смесителях, ключевых устройствах.

Полевые транзисторы имеют вольт-амперные характеристики, подобные ламповым, и обладают всеми принципиальными преимуществами транзисторов.

Полупроводниковый диод

Полупроводниковый диоддвухэлектродный полупроводниковый прибор, действие которого основано на использовании свойств электронно-дырочного перехода. Основное свойство полупроводникового диода – односторонняя проводимость, позволяющая применять полупроводниковые диоды в качестве выпрямителей переменного тока. Прообразом современных полупроводниковых диодов был кристаллический детектор, состоящий из кристалла (карборунда, цинкита) и металлической пружинки, острие которой прижималось к поверхности кристалла. Эффект выпрямления у таких детекторов зависел от выбранной точки соприкосновения пружинки с кристаллом и отличался большой неустойчивостью, что требовало периодических поисков "чувствительной" точки. В современных точечных полупроводниковых диодах используются пластинки из кристаллов кремния или германия, а контакт металлической иглы с полупроводником подвергается особой электрической формовке. Эти меры наряду с применением герметической оболочки обеспечивают большую стабильность и долговечность точечных полупроводниковых диодов. Помимо детектирования радиосигналов всех частот вплоть до сотен тысяч МГц, точечные полупроводниковые диоды применяются для преобразования частоты, в измерительной радиоаппаратуре и т.д. и т.п. Наиболее обширную группу полупроводниковых диодов образуют плоскостные диоды, в которых электронно-дырочный переход создается теми же методами, что и в плоскостных транзисторах: вплавлением примесей, путем диффузии примесных веществ в объем исходной пластинки. Полупроводниковые диоды применяются также для многих других целей, в том числе для селекции импульсов определенной полярности, для стабилизации напряжения, в качестве управляемого конденсатора и др. Особыми разновидностями полупроводникового диода являются переключающие диоды с тремя р-п-переходами, двухбазовый диод (применяют главным образом в импульсных пусковых схемах) и туннельный диод, фотодиод и обращенный диод.

Туннельный диод

Туннельный диоддвухэлектродный диод полупроводниковый прибор, который применяется для усиления и генерирования высокочастотных электрических колебаний и в качестве быстродействующего переключателя в импульсных и электронных логических устройствах. Принцип работы туннельных диодов основан на явлении квантовомеханического туннельного эффекта. Туннельные диоды применяются в широкополосных усилителях, для усиления и генерирования высокочастотных электрических колебаний и в качестве быстродействующего переключателя в импульсных и электронных логических устройствах.

 Фотодиод

Фотодиодполупроводниковый фотоэлектрический прибор с внутренним фотоэффектом, отображающим процесс преобразования световой энергии в электрическую. Внутренний фотоэффект заключается в том, что под воздействием энергии светового излучения в области р-п-перехода происходит ионизация атомов основного вещества и смеси, в результате чего генерируются пары носителей заряда – электрон и дырка. Во внешней цепи, присоединенной к р-п-переходу, возникает ток, вызванный движением этих носителей. Промышленность выпускает германиевые и кремниевые фотодиоды. Разновидность фотодиода, используемого для силового преобразования лучистой энергии, – солнечная батарея, которая является важным источником питания в космической технике, но находит применение для питания аппаратуры и в земных условиях.

Полупроводниковый стабилизатор напряжения (стабилитрон)

Полупроводниковый стабилизатор напряжения (стабилитрон) – это кремниевый плоскостной полупроводниковый диод, напряжение на котором сохраняется с определенной точностью при протекании через него тока в заданном диапазоне. Т.е., если стабилитрон рассчитан на прибивное напряжение 4,5в и напряжение до стабилитрона было, предположим, 5в, то после него его значение будет не больше 4,5в. Если напряжение, на которое рассчитан стабилитрон, в несколько раз меньше напряжения на участке до него, то он будет сильно греться, не исключена и его порча (он сгорит). Стабилитроны изготовляются для стабилизации напряжений от 3 до сотен вольт, благодаря чему находят большое применение в радиотехнике для стабилизации напряжения. Во избежание порчи стабилитрона последовательно с ним включается ограничивающий ток резистор.

Варикапспециально сконструированный полупроводниковый диод, применяемый в качестве конденсатора переменной емкости. Значение емкости варикапа определяется емкостью р-п-перехода и изменяется при изменении приложенного к переходу (к диоду) напряжения. С электрической цепи с варикапом, появляются составляющие тока новых частот. Это явление используется в радиотехнике для умножения и деления частоты, для параметрического усиления. Варикап может также использоваться для настройки колебательного контура, для автоматической подстройки частоты и частотной модуляции.

Варистор

Варисторполупроводниковый прибор, сопротивление которого изменяется по нелинейному закону при изменении приложенного напряжения. К варисторам относятся большинство полупроводниковых, электронных и ионных приборов. Чаще всего варисторы применяются для защиты элементов электрических схем от перенапряжений и контактов реле от разрушения, а также в стабилизаторах амплитуды в качестве элементов, снижающих нелинейные искажения, в схемах преобразования частоты.

Оптрон

Оптронполупроводниковый прибор, содержащий источник и приёмник светового излучения, которые оптически и конструктивно связаны между собой. Элементами оптрона являются источник света и фотоприёмник, но существуют оптроны, состоящие из большого количества электросветовых и фотоэлектрических преобразователей. Оптрон представляет собой сочетание в одном корпусе электросветового преобразователя (лампочки накаливания, светодиода) с фотоэлектрическим (фоторезистором, фотодиодом). Такой оптрон позволяет, например, при полной электрической изоляции двух цепей осуществлять управление током в одной цепи путем изменения тока в другой (дистанционное включение, регулирование громкости, АРУ и т.п.). Наряду с элементарным оптроном создаются сложные конструкции, включающие в себя большое число электросветовых и фотоэлектрических преобразователей. Такие оптроны аналогичны интегральным микросхемам. Они позволяют выполнять логическую обработку большого числа сигналов, воспроизводить сложные функции усиления, генерации и преобразования электрических сигналов.

Тиристор

Тиристорэлектропреобразовательный полупроводниковый прибор, содержащий три или более р-п-перехода. По числу внешних электродов тиристоры делятся на: двухэлектродные – динисторы и трехэлектродные – тринисторы. Те и другие представляют собой четырёхслойную структуру полупроводника с разного вида проводимостями. Крайние слои являются анодом и катодом, а третий электрод у тринисторов служит управляющим электродом. Поэтому динисторы являются переключающими диодами, а тринисторы – управляемыми. Если такой прибор включить в цепь переменного тока, то он открывается, пропуская ток в нагрузку лишь тогда, когда мгновенное значение напряжения достигает определенного уровня, либо при подаче отпирающего напряжения на специальный управляющий электрод. Маломощные тиристоры находят применение в импульсной технике. Выпускаются мощные тиристоры для применения в устройствах управления электроприводом и в мощных выпрямителях.

Фототиристор отличается от обычного тем, что в его корпусе имеется окно для облучения структуры световым потоком. Поэтому Фототиристор можно отпирать как воздействием светового потока, так и подачей на управляющий электрод электрического импульса управления. Уровень излучения, необходимый для запуска фототиристора, зависит от температуры и анодного напряжения. Для точного запуска фототиристора используют излучения лазеров и светодиодов. Применяются фототиристоры в тех областях, где необходима электрическая изоляция между управляющим сигналом силовой цепью.

Терморезисторполупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется при изменении температуры. Основой терморезисторов являются поликристаллические полупроводниковые материалы с электронной проводимостью – окислы так называемых переходных металлов (от титана до цинка), а также сульфиды, карбиды и нитриды некоторых металлов.

Используются терморезисторы в качестве датчиков устройств противопожарной сигнализации, тепловой защиты, для стабилизации токов и температурной компенсации в транзисторной аппаратуре.

Полупроводниковый светодиод

Полупроводниковый светодиодэто излучающий полупроводниковый прибор с одним или несколькими электрическими переходами, предназначенный для непосредственного преобразования электрической энергии в энергию некогерентного светового излучения. Конструкцией светодиода предусмотрена возможность вывода светового излучения из области перехода сквозь прозрачное стекло в корпусе.

Светодиоды используются как световые индикаторы, источники излучения в оптоэлектронных парах, при работе с кино- и фототехникой, в устройствах автоматики, вычислительной и измерительной технике.

 

Среда, 29 Март 2017 12:07

Гидроэлектростанция

В гидроэлектростанции кинетическая энергия падающей воды используется для производства электроэнергии. Турбина и генератор преобразовывают энергию воды в механическую энергию, а затем - в электроэнергию. Турбины и генераторы установлены либо в самой дамбе, либо рядом с ней. Иногда используется трубопровод, чтобы подвести воду, находящуюся под давлением, ниже уровня дамбы или к водозаборному гидроузлу гидроэлектростанции. Мощность гидроэлектростанции определяется, прежде всего, по функции двух переменных: (1) расход воды, выраженный в кубических метрах в секунду (м3/с), и (2) гидростатический напор, который является разностью высот между начальной и конечной точкой падения воды. Проект станции может основываться на одной из этих переменных или на обеих.

ГЭС - гидроэлектростанция

С точки зрения превращения энергии, гидроэнергетика - технология с очень высоким КПД, зачастую превышающем более чем в два раза КПД обычных теплоэлектростанций. Причина в том, что объем воды, падающий вертикально, несет в себе большой заряд кинетической энергии, которую можно легко преобразовать в механическую (вращательную) энергию, необходимую для производства электричества. Оборудование для гидроэнергетики достаточно хорошо разработано, относительно простое и очень надёжное. Поскольку никакая теплота в процессе не присутствует (в отличие от процесса горения), оборудование имеет продолжительный срок службы, редко случаются сбои. Срок службы ГЭС - более 50 лет. Многие станции, построенные в двадцатые годы ХХ века - первый этап расцвета гидроэнергетики - все еще в действии.

Так как всеми существенными рабочими процессами можно управлять и контролировать их дистанционно через центральный узел управления, непосредственно на месте требуется небольшой технический персонал. В настоящее время накоплен уже значительный опыт по работе гидроэлектростанции мощностью от 1 кВт до сотен МВт.

График нагрузки определенного района или города, который представляет собой изменение во времени суммарной мощности всех потребителей, имеет провалы и максимумы. Это означает, что в одно время суток требуется большая суммарная мощность генераторов, а в другое время часть генераторов или электростанций может быть отключена или может работать с уменьшенной нагрузкой.

Задачу снятия пиков решают гидроакумулирующие станции (ГАЭС), работая следующим образом. В интервалы времени, когда электрическая нагрузка в объединенных системах минимальная, ГАЭС перекачивает воду из нижнего водохранилища в верхнее и потребляет при этом электроэнергию из системы. В режиме непродолжительных "пиков" - максимальных значений нагрузки - ГАЭС работает в генераторном режиме и тратит накопленную в верхнем водохранилище воду.

ГАЭС стали особенно эффективными после появления оборотных гидротурбин, которые выполняют функции и турбин, и насосов. Перспективы применения ГАЭС во многом зависят от КПД, под которым относительно этих станций понимается отношение энергии, выработанной станцией в генераторном режиме, к энергии, израсходованной в насосном режиме.

Экономия топлива при использовании ГАЭС достигается за счет догрузки теплового оборудования для зарядки ГАЭС. При этом потребляется меньше топлива, чем для производства пиковой электроэнергии на ТЭС или газотурбинной электростанции. Кроме того, режим ее зарядки оказывает содействие введению в эксплуатацию базовых электростанций, которые будут вырабатывать энергию с меньшими удельными затратами топлива.

Первые ГАЭС в начале XX ст. имели КПД, не больше 40%, в современных ГАЭС КПД составляет 70-75%. К преимуществам ГАЭС, кроме относительно высокого значения КПД, относится также и низкая стоимость строительных работ. В отличие от обычных гидроэлектростанций, здесь нет необходимости перекрывать речки, строить высокие дамбы с длинными туннелями и т.п.

Источник Дом энергии

Все права защищены

Все материалы взяты из открытых источников и представлены исключительно в ознакомительных целях, только на локальном компьютере. 
Все права на статьи, книги, видео и аудио материалы принадлежат их авторам или правообладателям и издательствам и отмечены соответствующими ссылками на первоисточники. Любое распространение и/или коммерческое использование без разрешения законных правообладателей не разрешается. 

 

Правообладателям

Если Вы являетесь автором материалов или обладателем авторских прав, и Вы возражаете против его использования на моем интернет-ресурсе - пожалуйста, свяжитесь со мной. Информация будет удалена в максимально короткие сроки.
Спасибо тем авторам и правообладателям, которые согласны на размещение своих материалов на моем сайте! Вы вносите неоценимый вклад в обучение, воспитание и развитие подрастающего поколения.

Правообладателям

Статистика

Яндекс.Метрика

 

 

 

​ 

Сейчас на сайте

Сейчас 6 гостей и ни одного зарегистрированного пользователя на сайте