Müasir həyatı elektriksiz təsəvvür etmək olmaz, bu enerji növü bəşəriyyət tərəfindən ən tam şəkildə istifadə olunur. Ancaq bütün böyüklər məktəb fizikası kursundan elektrik cərəyanının tərifini xatırlaya bilmirlər (bu, yüklü elementar hissəciklərin yönəldilmiş axınıdır), bunun nə olduğunu çox az adam başa düşür.
Elektrik nədir
Bir fenomen olaraq elektrik enerjisinin olması fiziki maddənin əsas xüsusiyyətlərindən biri - elektrik yükünə sahib olma qabiliyyəti ilə izah olunur. Müsbət və mənfi ola bilərlər, əksinə qütb işarələri olan cisimlər bir-birlərinə cəlb olunur və "ekvivalentləri" əksinə itələyir. Hərəkət edən hissəciklər eyni zamanda elektriklə maqnit arasındakı əlaqəni sübut edən maqnit sahəsinin mənbəyidir.
Atom səviyyəsində elektrik enerjisinin varlığını belə izah etmək olar. Bütün cisimləri meydana gətirən molekullar, ətrafında dövran edən nüvələrdən və elektronlardan ibarət atomlardan ibarətdir. Bu elektronlar müəyyən şərtlər altında "ana" nüvələrindən ayrılaraq başqa orbitlərə keçə bilərlər. Nəticədə bəzi atomlar "yetərincə" elektron halına gəlir, bəzilərində isə artıqlıq var.
Elektronların təbiəti çatmadıqları yerə axdığı üçün, elektronların bir maddədən digərinə davamlı hərəkəti elektrik cərəyanı təşkil edir ("axın" sözündən). Məlumdur ki, elektrik enerjisi "mənfi" qütbdən "artı" qütbünə qədərdir. Buna görə də elektron çatışmazlığı olan bir maddə müsbət yüklü, çoxu isə mənfi hesab olunur və buna "ionlar" deyilir. Elektrik tellərinin təmaslarından danışırıqsa, müsbət yükə "sıfır", mənfi isə "faza" deyilir.
Fərqli maddələrdə atomlar arasındakı məsafə fərqlidir. Çox kiçikdirlərsə, elektron qabıqları sanki bir -birinə toxunur, buna görə də elektronlar bir cərəyanın hərəkətini yaradan bir nüvədən digərinə və geriyə asanlıqla və tez hərəkət edir. Metal kimi maddələrə keçiricilər deyilir.
Digər maddələrdə atomlararası məsafələr nisbətən böyükdür, buna görə də dielektriklərdir, yəni. elektrik keçirməyin. Hər şeydən əvvəl, kauçukdur.
əlavə informasiya. Elektronlar maddənin nüvələri və hərəkətləri ilə yayıldıqda, iletkeni qızdıran enerji yaranır. Elektrikin bu xüsusiyyətinə "güc" deyilir, vatla ölçülür. Ayrıca, bu enerji işığa və ya başqa bir formaya çevrilə bilər.
Şəbəkədən davamlı elektrik axını üçün, keçiricilərin son nöqtələrindəki potensiallar (elektrik xətlərindən ev naqillərinə qədər) fərqli olmalıdır.
Elektrik enerjisinin kəşf tarixi
Elektrik nədir, haradan gəlir və digər xüsusiyyətləri bitişik elmlərlə birlikdə termodinamika elmi tərəfindən öyrənilir: kvant termodinamika və elektronika.
Hər hansı bir alimin elektrik cərəyanını icad etdiyini söyləmək səhv olardı, çünki qədim zamanlardan bəri bir çox tədqiqatçı və elm adamı bunu öyrənirdi. "Elektrik" termini, yunan riyaziyyatçısı Thales tərəfindən gündəlik həyata gətirildi, bu söz "kəhrəba" deməkdir, çünki Thales bir kəhrəba çubuq və yunla edilən təcrübələrdə statik elektrik istehsal etməyi və bu fenomeni təsvir etməyi bacardı.
Roman Pliny də qatranın elektrik xüsusiyyətlərini araşdırdı və Aristotel elektrik yılanbalığı öyrəndi.
Daha sonra elektrik cərəyanının xüsusiyyətlərini hərtərəfli öyrənməyə başlayan ilk şəxs İngiltərə Kraliçasının həkimi V. Gilbert idi. Magdeburqdan olan Alman burgomaster O. Guericke, sürtülmüş bir kükürd topundan hazırlanmış ilk ampulün yaradıcısı hesab olunur. Və böyük Nyuton, statik elektrik enerjisinin mövcudluğunun sübutu ilə çıxış etdi.
18-ci əsrin əvvəllərində İngilis fiziki S. Grey maddələri keçiricilərə və keçiricilərə ayırdı və Hollandiyalı alim Peter van Muschenbrook elektrik yükü yığa bilən bir Leiden qabı icad etdi, yəni ilk kondansatör idi. . Amerikalı alim və siyasətçi B. Franklin elektrik nəzəriyyəsini elmi baxımdan ilk çıxarıb.
Bütün 18 -ci əsr elektrik sahəsində kəşflərlə zəngin idi: ildırımın elektrik təbiəti quruldu, süni bir maqnit sahəsi quruldu, iki növ yükün ("artı" və "eksi") olması və bunun nəticəsində , iki qütb aşkar edildi (ABŞ -dan olan təbiətşünas R. Simmer), Coulomb nöqtə elektrik yükləri arasındakı qarşılıqlı əlaqə qanununu kəşf etdi.
Növbəti əsrdə batareyalar (italyan alimi Volta), qövs lampası (ingilis Davey) və ilk dinamonun prototipi icad edildi. 1820 -ci il elektrodinamik elmin doğulduğu il hesab olunur, Fransız Amper bunu etdi, bunun üçün adı elektrik cərəyanının gücünü göstərmək üçün vahidə verildi və İskoç Maksvell elektromaqnetizmin işıq nəzəriyyəsini əldə etdi. Rus Lodygin, kömür çubuğu olan bir közərmə lampası icad etdi - müasir ampüllərin atası. Yüz ildən bir az əvvəl, neon lampa fransız alimi Georges Claude tərəfindən icad edilmişdir.
Bu günə qədər elektrik sahəsində araşdırmalar və kəşflər davam edir, məsələn, kvant elektrodinamikası nəzəriyyəsi və zəif elektrik dalğalarının qarşılıqlı təsiri. Elektrik enerjisinin öyrənilməsi ilə məşğul olan bütün elm adamları arasında xüsusi bir yer Nikola Tesla -ya aiddir - elektrik işlərinin necə olduğuna dair bir çox ixtira və nəzəriyyəsi hələ də əsl dəyərində qiymətləndirilmir.
Təbii elektrik
Uzun müddətdir ki, elektrik "öz -özünə" təbiətdə yoxdur. Bu yanlış təsəvvürü ildırımın elektrik mahiyyətini sübut edən B. Franklin yox etdi. Alimlərin versiyalarından birinə görə, Yerdəki ilk amin turşularının sintezinə töhfə verdilər.
Canlı orqanizmlərin içərisində motor, tənəffüs və digər həyati funksiyaları təmin edən sinir impulsları yaradan elektrik də istehsal olunur.
Maraqlıdır. Bir çox elm adamı insan orqanizminin özünü tənzimləmə funksiyasına malik olan muxtar bir elektrik sistemi olduğunu düşünür.
Heyvanlar aləminin nümayəndələrinin də öz elektrik enerjisi var. Məsələn, bəzi balıq növləri (yılanbalığı, çəmənlik, stingrays, balıqçılar və başqaları) onu sualtı məkanda qorumaq, ovlamaq, yemləmək və istiqamətləndirmək üçün istifadə edir. Bu balığın bədənindəki xüsusi bir orqan elektrik istehsal edir və onu saxlayır, bir kondansatördə olduğu kimi, tezliyi yüzlərlə hertz, gərginliyi isə 4-5 voltdur.
Elektrik enerjisinin alınması və istifadəsi
Zamanımızda elektrik rahat bir həyatın əsasını təşkil edir, buna görə də bəşəriyyətin daimi istehsalına ehtiyacı var. Bu məqsədlər üçün generatorların köməyi ilə meqavat elektrik enerjisi istehsal edə biləcək müxtəlif növ elektrik stansiyaları (hidroelektrik, istilik, nüvə, külək, gelgit və günəş) tikilir. Bu proses mexaniki (su elektrik stansiyasına düşən suyun enerjisi), istilik (karbon yanacağının yanması - kömür və qəhvəyi kömür, istilik elektrik stansiyasında torf) və ya atomlararası enerjinin (radioaktiv uranın atom çürüməsinə) çevrilməsinə əsaslanır. və nüvə elektrik stansiyasında plutonyum) elektrik enerjisinə çevrilir.
Bir çox elmi araşdırma Yerin elektrik qüvvələrinə həsr olunmuşdur, hamısı atmosfer elektrik enerjisindən bəşəriyyətin xeyrinə - elektrik istehsalı üçün istifadə etməyə çalışırlar.
Elm adamları bir maqnitdən elektrik çıxarmağa imkan verən bir çox maraqlı cərəyan generatoru qurğuları təklif etdilər. Daimi maqnitlərin tork şəklində faydalı işlər görmək qabiliyyətindən istifadə edirlər. Stator və rotor cihazlarında eyni yüklü maqnit sahələri arasında itələmə nəticəsində yaranır.
Elektrik bütün digər enerji mənbələrindən daha populyardır, çünki bir çox üstünlüklərə malikdir:
- istehlakçı üçün asan hərəkət;
- istilik və ya mexaniki enerjiyə sürətli çevrilmə;
- tətbiqinin mümkün yeni sahələri (elektrikli nəqliyyat vasitələri);
- bütün yeni xüsusiyyətlərin kəşfi (super keçiricilik).
Elektrik, bir dirijorun içərisində fərqli yüklü ionların hərəkətidir. Bu, təbiətdən insanların qədim zamanlardan bəri tanıdıqları böyük bir hədiyyədir və bu proses hələ başa çatmamışdır, baxmayaraq ki, bəşəriyyət onu böyük həcmdə necə çıxarmağı öyrənmişdir. Elektrik müasir cəmiyyətin inkişafında böyük rol oynayır. Deyə bilərik ki, onsuz da müasirlərimizin əksəriyyətinin həyatı dayanacaq, çünki elektrik kəsildikdə insanların "işığı söndürdüklərini" söyləmələri əbəs yerə deyil.
Video
Elektrik mühəndisliyi xarici dilə bənzəyir. Kimsə bunu çoxdan və mükəmməl mənimsəmişdir, kimsə yeni tanış olmağa başlayır, amma kimsə üçün hələ də əlçatmaz, lakin cazibədar bir məqsəddir. Niyə çoxları bu sirli elektrik dünyasını bilmək istəyir? Cəmi 250 ildir ki, insanlar onu tanıyırlar, amma bu gün həyatı elektriksiz təsəvvür etmək çətindir. Bu dünyanı tanımaq və kuklalar üçün elektrik mühəndisliyinin (TOE) nəzəri əsasları var.
Elektriklə ilk tanışlıq
18 -ci əsrin sonunda Fransız alimi Charles Coulomb, maddələrin elektrik və maqnit hadisələrini fəal şəkildə araşdırmağa başladı. Onun adı ilə adlandırılan elektrik yükü qanunu kəşf edən o idi.
Bu gün hər hansı bir maddənin bir orbitalda ətrafında fırlanan atomlardan və elektronlardan ibarət olduğu məlumdur. Bununla birlikdə, bəzi maddələrdə elektronlar atomlar tərəfindən çox sıx bir şəkildə tutulur, digərlərində isə bu bağ zəifdir, bu da elektronların bəzi atomlardan sərbəst şəkildə ayrılıb digərlərinə bağlanmasına imkan verir.
Bunun nə olduğunu başa düşmək üçün heç bir qaydasız hərəkət edən çox sayda avtomobili olan böyük bir şəhəri təsəvvür edə bilərsiniz. Bu maşınlar nizamsız hərəkət edir və faydalı işlər görə bilmir. Xoşbəxtlikdən, elektronlar çökmür, əksinə toplar kimi bir -birindən sıçrayır. Bu kiçik işçilərdən faydalanmaq üçün , üç şərt yerinə yetirilməlidir:
- Bir maddənin atomları sərbəst şəkildə elektronlarını bağışlamalıdır.
- Bu maddəyə elektronların bir istiqamətdə hərəkət etməsini təmin edəcək bir qüvvə tətbiq edilməlidir.
- Yüklü hissəciklərin hərəkət etdiyi zəncir bağlanmalıdır.
Yeni başlayanlar üçün elektrik mühəndisliyinin əsasını təşkil edən bu üç şərtə riayət etməkdir.
Bütün elementlər atomlardan ibarətdir. Atomları Günəş sistemi ilə müqayisə etmək olar, yalnız hər sistemin öz orbit sayı vardır və hər orbitdə bir anda bir neçə planet (elektron) yerləşə bilər. Orbit nüvədən nə qədər uzaqdırsa, bu orbitdəki elektronların cazibəsi o qədər azdır.
Cazibə nüvənin kütləsindən asılı deyil, ancaq nüvə və elektronların fərqli polaritesindən... Nüvənin yükü +10 ədəddirsə, elektronların da cəmi 10 vahidi olmalıdır, amma mənfi yük. Bir elektron xarici orbitdən ayrılarsa, elektronların ümumi enerjisi artıq -9 ədəd olacaq. +10 +(-9) = +1 əlavə etmək üçün sadə bir nümunə. Atomun müsbət bir yükə sahib olduğu ortaya çıxdı.
Bu da əksinə olur: nüvənin güclü bir cazibəsi var və "yad" bir elektron tutur. Sonra xarici orbitində "əlavə", 11. bir elektron görünür. Eyni nümunə +10 + (-11) = -1. Bu vəziyyətdə atom mənfi yüklənəcəkdir.
Qarşı yüklü iki material elektrolitə endirilərək bir kondüktör vasitəsi ilə, məsələn, bir ampullə bağlanarsa, qapalı bir dövrədə bir cərəyan axar və işıq yanar. Dövrə pozulursa, məsələn, bir açar vasitəsilə işıq sönəcək.
Elektrik cərəyanı aşağıdakı kimi alınır. Elektrolit materiallardan birinə (elektrod) təsir edərkən, içərisində artıq bir elektron görünür və mənfi yüklənir. İkinci elektrod, əksinə, elektrolitin təsiri altında elektronlardan imtina edir və müsbət yüklənir. Hər bir elektrod müvafiq olaraq "+" (elektronların çoxluğu) və "-" (elektron çatışmazlığı) olaraq təyin olunur.
Elektronların mənfi yükü olsa da, elektrodda "+" işarəsi qoyulub. Bu qarışıqlıq elektrik mühəndisliyinin başlanğıcında baş verib. O dövrdə yükün müsbət hissəciklər tərəfindən ötürüldüyünə inanılırdı. O vaxtdan bəri bir çox sxemlər tərtib edilmişdir. və onları dəyişdirməmək üçün hər şeyi olduğu kimi buraxdılar.
Galvanik hüceyrələrdə kimyəvi reaksiya nəticəsində elektrik cərəyanı əmələ gəlir. Bir neçə elementin birləşməsinə batareya deyilir, belə bir qayda "dummies" üçün elektrik mühəndisliyində tapıla bilər. Əks proses mümkündürsə, elektrik cərəyanının təsiri altında elementdə kimyəvi enerji toplandıqda, belə bir elementə batareya deyilir.
Galvanik hüceyrə 1800 -cü ildə Alessandro Volta tərəfindən icad edilmişdir. Duz məhluluna batırılmış mis və sink lövhələrdən istifadə edirdi. Bu, müasir akkumulyatorların və batareyaların prototipi oldu.
Cərəyanın növləri və xüsusiyyətləri
İlk elektrik enerjisini aldıqdan sonra bu enerjini müəyyən bir məsafəyə ötürmək fikri yarandı və burada çətinliklər yarandı. Məlum olur ki, bir konduktordan keçən elektronlar enerjisinin bir hissəsini itirirlər və dirijor nə qədər uzun olarsa, bu itkilər o qədər çox olar. 1826 -cı ildə Georg Ohm, gərginlik, cərəyan və müqavimət arasındakı əlaqəni izləyən bir qanun qurdu. Aşağıdakı kimi oxunur: U = RI. Sözlə belə çıxır: gərginlik, cərəyan gücünün və keçiricinin müqavimətinin məhsuluna bərabərdir.
Tənlikdən görünür ki, müqaviməti artıran dirijor nə qədər uzun olarsa, cərəyan və gərginlik o qədər az olar, buna görə də güc azalacaq. Müqaviməti aradan qaldırmaq mümkün deyil, bunun üçün dirijorun temperaturunu mütləq sıfıra endirmək lazımdır ki, bu da yalnız laboratoriya şəraitində mümkündür. Cərəyan güc üçün lazımdır, ona görə də ona toxunmaq olmaz, sadəcə gərginliyi artırmaq lazımdır.
19 -cu əsrin sonlarında bu, həll olunmaz bir problem idi. Həqiqətən də, o dövrdə alternativ cərəyan yaradan elektrik stansiyaları yox idi. Buna görə mühəndislər və elm adamları, müasir simsiz rabitədən çox fərqli olsa da, baxışlarını radioya çevirdilər. Fərqli ölkələrin hökuməti bu inkişafların faydalarını görmədi və belə layihələrə sponsorluq etmədi.
Gərginliyi çevirmək, artırmaq və ya azaltmaq üçün alternativ cərəyana ehtiyac var. Bunun necə işlədiyini aşağıdakı nümunədən görmək olar. Tel bir bobinə yuvarlansa və içərisində bir maqnit sürətlə hərəkət edərsə, bobində alternativ bir cərəyan görünəcək. Bu ortada sıfır işarəsi olan bir voltmetrini bobinin uclarına bağlayaraq yoxlanıla bilər. Cihazın oxu sola və sağa sapacaq, bu elektronların bir istiqamətdə, sonra digərində hərəkət etdiyini göstərəcək.
Elektrik istehsalının bu üsuluna maqnit induksiyası deyilir. Məsələn, cərəyanı qəbul edən və dəyişdirən generatorlarda və transformatorlarda istifadə olunur. Öz formasında alternativ cərəyan ola bilər:
- sinusoidal;
- impuls;
- düzəltdi.
Dirijorların növləri
Elektrik cərəyanına təsir edən ilk şey materialın keçiriciliyidir. Bu keçiricilik müxtəlif materiallar üçün fərqlidir. Bütün maddələr şərti olaraq üç növə bölünə bilər:
- dirijor;
- yarımkeçirici;
- dielektrik.
Özündən elektrik cərəyanını sərbəst keçirən hər hansı bir maddə dirijor ola bilər. Bunlara metal və ya yarı metal (qrafit) kimi sərt materiallar daxildir. Maye - civə, ərimiş metallar, elektrolitlər. Buraya ionlaşmış qazlar da daxildir.
Buna əsaslanaraq, keçiricilər iki növ keçiriciliyə bölünür:
- elektron;
- ionik.
Elektron keçiriciliyə elektrik cərəyanı yaratmaq üçün elektronların istifadə edildiyi bütün materiallar və maddələr daxildir. Bu elementlərə metallar və yarımmetallar daxildir. Cərəyanı və karbonu yaxşı keçirir.
İon keçiriciliyində bu rolu müsbət və ya mənfi yüklü bir hissəcik oynayır. Bir ion, itkin və ya əlavə elektronu olan bir hissəcikdir. Bəzi ionlar "əlavə" bir elektron tutmağa qarşı deyillər, digərləri isə elektronları qiymətləndirmir və buna görə də onları sərbəst şəkildə verirlər.
Müvafiq olaraq, bu cür hissəciklər mənfi və müsbət yüklənə bilər. Məsələn, duzlu su. Əsas maddə izolyasiya edən və elektrik keçirməyən distillə edilmiş sudur. Duz əlavə edildikdə, bir elektrolitə, yəni bir keçiriciyə çevrilir.
Yarımkeçiricilər normal olaraq cərəyan keçirmirlər, ancaq xarici təsirlər altında (temperatur, təzyiq, işıq və s.) Keçiricilər kimi yaxşı olmasa da cərəyan keçirməyə başlayırlar.
İlk iki növə daxil olmayan bütün digər materiallar dielektriklərə və ya izolyatorlara aiddir. Normal şəraitdə praktiki olaraq elektrik cərəyanı keçirmirlər. Bunun səbəbi, xarici orbitdə elektronların yerlərində çox möhkəm tutulmasıdır və digər elektronlar üçün yer yoxdur.
"Dummies" üçün elektrik öyrənərkən, əvvəllər sadalanan bütün növ materiallardan istifadə edildiyini xatırlamalısınız. İletkenler ilk növbədə dövrə elementlərini (mikrosxemlər daxil olmaqla) birləşdirmək üçün istifadə olunur. Güc mənbəyini yükə bağlaya bilərlər (məsələn, soyuducudan gələn kabel, elektrik naqilləri və s.). Bobin istehsalında istifadə olunur, bu da öz növbəsində dəyişməz olaraq istifadə edilə bilər, məsələn, çap lövhələrində və ya transformatorlarda, generatorlarda, elektrik mühərriklərində və s.
Dirijorlar ən çoxsaylı və müxtəlifdir. Demək olar ki, bütün radio komponentləri onlardan hazırlanır. Varistor əldə etmək üçün, məsələn, tək bir yarımkeçirici (silikon karbid və ya sink oksid) istifadə edilə bilər. Fərqli keçiricilik növlərinin keçiricilərini ehtiva edən hissələr var, məsələn, diodlar, zener diodları, tranzistorlar.
Bimetallar xüsusi bir yer tutur. İki və ya daha çox metalın birləşməsidir, müxtəlif dərəcədə genişlənmə dərəcəsinə malikdir. Belə bir hissə qızdırıldıqda, fərqli faiz genişlənməsi səbəbindən deformasiyaya uğrayır. Ümumiyyətlə, həddindən artıq cərəyan qorunmasında istifadə olunur, məsələn, elektrik mühərrikini həddindən artıq istidən qorumaq və ya dəmirdə olduğu kimi müəyyən bir temperatura çatanda cihazı söndürmək üçün.
Dielektriklər əsasən qoruyucu funksiyanı yerinə yetirirlər (məsələn, elektrik alətlərinin izolyasiyaedici tutacaqları). Elektrik dövrəsinin elementlərini təcrid etməyə də imkan verirlər. Radio komponentlərinin quraşdırıldığı çap lövhəsi dielektrikdən hazırlanmışdır. Döngələr arasındakı qısa dövrələrin qarşısını almaq üçün bobin telləri izolyasiya lak ilə örtülmüşdür.
Bununla birlikdə, bir kondüktör əlavə edildikdə və cərəyan keçirə biləndə dielektrik yarımkeçiriciyə çevrilir. Eyni hava göy gurultusu zamanı bir dirijor olur. Quru bir ağac elektrik enerjisini yaxşı keçirmir, amma islanarsa artıq təhlükəsiz olmayacaq.
Elektrik cərəyanı müasir bir insanın həyatında böyük rol oynayır, lakin digər tərəfdən ölümcül ola bilər. Bunu, məsələn, yerdə uzanan bir teldə aşkar etmək çox çətindir; bunun üçün xüsusi qurğular və bilik lazımdır. Buna görə də elektrik cihazlarından istifadə edərkən son dərəcə diqqətli olmaq lazımdır.
İnsan bədəni əsasən sudan ibarətdir lakin bu bir dielektrik olan distillə edilmiş su deyil. Buna görə elektrik üçün bədən demək olar ki, bir dirijor olur. Elektrik cərəyanı alarkən əzələlər daralır ki, bu da ürək tutmasına və tənəffüs çatışmazlığına səbəb ola bilər. Cərəyanın daha çox hərəkəti ilə qan qaynamağa başlayır, sonra bədən quruyur və nəhayət toxumaların karbonlaşması baş verir. Ediləcək ilk şey cərəyanı dayandırmaq, lazım gələrsə ilk yardım göstərmək və həkimləri çağırmaqdır.
Təbiətdə statik stres əmələ gəlir, lakin əksər hallarda ildırım istisna olmaqla insanlar üçün təhlükə yaratmır. Bununla birlikdə, elektron dövrələr və ya hissələr üçün təhlükəli ola bilər. Buna görə də, mikrosxemlər və sahə effektli tranzistorlar ilə işləyərkən, topraklanmış bilərziklərdən istifadə edirlər.
Məzmun:
Öz gözlərinizlə görə bilmədiyiniz və əllərinizlə toxuna bilməyəcəyiniz bir çox anlayış var. Ən parlaq nümunə, kompleks sxemlərdən və qaranlıq terminologiyadan ibarət olan elektrik mühəndisliyidir. Buna görə də, bir çox insanlar gələcəkdə bu elmi və texniki fənni öyrənməyin çətinliyindən əvvəl geri çəkilirlər.
Yeni başlayanlar üçün əlçatan bir dildə qurulan elektrik mühəndisliyinin əsasları bu sahədə bilik əldə etməyə kömək edəcək. Tarixi faktlar və illüstrasiya nümunələri ilə dəstəklənərək, tanımadığı anlayışlarla ilk dəfə qarşılaşanlar üçün də maraqlı və başa düşülən olur. Tədricən sadədən mürəkkəbə keçərkən, təqdim olunan materialları öyrənmək və praktikada istifadə etmək olduqca mümkündür.
Elektrik cərəyanının anlayışları və xüsusiyyətləri
Elektrik qanunları və düsturlar hər hansı bir hesablamadan daha çox tələb olunur. Praktikada elektrik enerjisi ilə əlaqədar əməliyyatlar aparanlar üçün də lazımdır. Elektrik mühəndisliyinin əsaslarını bilməklə, arızanın səbəbini məntiqi olaraq təyin edə və çox tez aradan qaldıra bilərsiniz.
Elektrik cərəyanının mahiyyəti elektrik yükünü bir nöqtədən digərinə daşıyan yüklü hissəciklərin hərəkətidir. Bununla birlikdə, metallardakı sərbəst elektronlar kimi yüklü hissəciklərin təsadüfi termal hərəkəti ilə yük ötürülməsi baş vermir. Bir elektrik yükünün bir dirijorun kəsiyi ilə hərəkəti yalnız ionların və ya elektronların nizamlı bir hərəkətdə iştirakı şərtilə baş verir.
Elektrik cərəyanı həmişə müəyyən bir istiqamətdə axır. Onun varlığı xüsusi əlamətlərlə göstərilir:
- Cərəyanın axdığı keçiricinin istiləşməsi.
- Cərəyanın təsiri altında bir dirijorun kimyəvi tərkibində dəyişiklik.
- Qonşu cərəyanlara, maqnitlənmiş cisimlərə və qonşu cərəyanlara qüvvə təsiri göstərmək.
Elektrik cərəyanı birbaşa və ya alternativ ola bilər. Birinci halda, onun bütün parametrləri dəyişməz qalır, ikincisində isə polarite vaxtaşırı pozitivdən neqativə dəyişir. Hər yarım dövrdə elektron axınının istiqaməti dəyişir. Belə dövri dəyişikliklərin sürəti, hertzlə ölçülən tezlikdir
Əsas cari dəyərlər
Dövrdə bir elektrik cərəyanı meydana gəldikdə, dirijorun kəsişməsindən sabit bir yük ötürülməsi olur. Müəyyən bir vaxt vahidi ərzində ötürülən yükün miqdarı, ilə ölçülür amperlər.
Yüklü hissəciklərin hərəkətini yaratmaq və saxlamaq üçün onlara müəyyən bir istiqamətdə tətbiq olunan qüvvənin təsiri zəruridir. Belə bir hərəkətin dayandırılması halında elektrik cərəyanının axını da dayanır. Bu qüvvəyə elektrik sahəsi deyilir, buna da deyilir. Potensial fərqə səbəb olan və ya gərginlik keçiricinin uclarında və yüklü hissəciklərin hərəkətinə təkan verir. Bu dəyəri ölçmək üçün xüsusi bir vahid istifadə olunur - volt... Ohm qanunda əks olunan əsas kəmiyyətlər arasında müəyyən bir əlaqə var və bunlar ətraflı şəkildə nəzərdən keçiriləcəkdir.
Bir elektrik cərəyanı ilə birbaşa əlaqəli olan bir dirijorun ən vacib xüsusiyyəti müqavimət ilə ölçülür ohmah... Bu dəyər, içərisindəki elektrik cərəyanının axmasına qarşı keçiricinin bir növ müqavimətidir. Müqavimətin təsiri nəticəsində dirijor qızdırılır. Dirijorun uzunluğunun artması və kəsişməsinin azalması ilə müqavimət dəyəri artır. 1 ohm dəyəri, keçiricidəki potensial fərq 1 V olduqda və cərəyan gücü 1 A olduqda meydana gəlir.
Ohm qanunu
Bu qanun elektrik mühəndisliyinin əsas müddəalarına və anlayışlarına aiddir. Cərəyan, gərginlik, müqavimət və s.Kimi miqdarlar arasındakı əlaqəni ən doğru şəkildə əks etdirir. Bu miqdarların tərifləri artıq nəzərdən keçirilmişdir, indi onların qarşılıqlı təsirinin və bir -birlərinə təsirinin dərəcəsini təyin etmək lazımdır.
Bu və ya digər dəyəri hesablamaq üçün aşağıdakı düsturlardan istifadə etməlisiniz:
- Cari güc: I = U / R (amper).
- Gərginlik: U = I x R (volt).
- Müqavimət: R = U / I (ohm)
Proseslərin mahiyyətini daha yaxşı başa düşmək üçün bu dəyərlərin asılılığı tez -tez hidravlik xüsusiyyətlərlə müqayisə olunur. Məsələn, su ilə dolu bir tankın dibində bitişik bir boru ilə bir vana quraşdırılır. Vana açıldıqda borunun başındakı yüksək təzyiqlə borunun ucundakı aşağı təzyiq arasında fərq olduğu üçün su axmağa başlayır. Məhz eyni vəziyyət, potensial fərq şəklində bir iletkenin uclarında baş verir - təsiri altında elektronların keçirici boyunca hərəkət etdiyi bir gərginlik. Beləliklə, bənzərliyə görə, gərginlik bir növ elektrik təzyiqidir.
Cari gücü suyun axın sürəti ilə, yəni müəyyən bir müddət ərzində borunun kəsişməsindən axan miqdarı ilə müqayisə etmək olar. Borunun diametrinin azalması ilə müqavimətin artması səbəbindən su axını da azalacaq. Bu məhdud axını elektron axını müəyyən bir diapazonda saxlayan bir dirijorun elektrik müqaviməti ilə müqayisə etmək olar. Cərəyan, gərginlik və müqavimətin qarşılıqlı təsiri hidravlik xüsusiyyətlərə bənzəyir: bir parametrin dəyişməsi ilə digərlərinin hamısı dəyişir.
Elektrik mühəndisliyində enerji və güc
Elektrik mühəndisliyində kimi anlayışlar da mövcuddur enerji və güc Ohm qanunu ilə əlaqədardır. Enerjinin özü mexaniki, istilik, nüvə və elektrik formalarında mövcuddur. Enerjinin qorunması qanununa görə, onu məhv etmək və ya yaratmaq olmaz. Yalnız bir formadan digərinə çevrilə bilər. Məsələn, səs sistemləri elektrik enerjisini səsə və istiyə çevirir.
Hər hansı bir elektrik cihazı müəyyən bir müddət ərzində müəyyən miqdarda enerji istehlak edir. Bu dəyər hər bir cihaz üçün fərdidir və gücü, yəni müəyyən bir cihazın istehlak edə biləcəyi enerji miqdarını təmsil edir. Bu parametr düsturla hesablanır P = I x U, vahiddir. Bir ohm müqavimətlə bir volt hərəkət etmək deməkdir.
Beləliklə, yeni başlayanlar üçün elektrik mühəndisliyinin əsasları ilk növbədə əsas anlayışları və terminləri anlamağa kömək edəcək. Bundan sonra əldə edilmiş bilikləri praktikada istifadə etmək daha asan olacaq.
Dummies üçün elektrikçi: Elektronikanın əsasları
Hər hansı bir elektrik qurğusu uğursuz olarsa, düzgün həll problemi tez bir zamanda həll edəcək bir mütəxəssis çağırmaq olar.
Bu mümkün deyilsə, elektrikçilər üçün dərslər bu və ya digər qəzanı özünüz həll etməyə kömək edəcək.
Bu vəziyyətdə ciddi yaralanmaların qarşısını almaq üçün təhlükəsizlik tədbirlərini xatırlamağa dəyər.
Təhlükəsizlik mühəndisliyi
Təhlükəsizlik qaydalarını əzbər öyrənmək lazımdır - bu elektrik enerjisindəki problemləri aradan qaldırarkən sağlamlığı və həyatı qoruyacaq. İşdə yeni başlayanlar üçün ən vacib elektrik əsasları:
Quraşdırma işlərini yerinə yetirmək üçün bir tornavida və ya çəngələ bənzər bir sensor (faz göstəricisi) almalısınız. Bu cihaz canlı bir tel tapmağa imkan verir - aşkar edildikdə sensordakı bir göstərici yanır. Cihazlar müxtəlif yollarla işləyir, məsələn, müvafiq kontakt barmaqla basıldıqda.
İşə başlamazdan əvvəl, bütün tellərin enerjisiz qalmadığından əmin olmaq üçün göstəricidən istifadə etmək lazımdır.
Fakt budur ki, bəzən naqillər səhv çəkilir - girişdəki maşın bütün şəbəkəni enerjisiz qoyaraq yalnız bir teli ayırır. Belə bir səhv kədərli nəticələrə səbəb ola bilər, çünki bir insan sistemin tamamilə bağlanmasına ümid edir, bəzi sahələr hələ də aktiv ola bilər.
Dövrə növləri, gərginlik və cərəyan
Elektrik sxemləri paralel və ya ardıcıl olaraq bağlana bilər. Birinci halda, elektrik cərəyanı paralel olaraq bağlanan bütün sxemlərə paylanır. Ümumi vahidin hər hansı bir dövrədə cərəyanın cəminə bərabər olduğu ortaya çıxdı.
Paralel əlaqələr eyni gərginliyə malikdir. Bir sıra birləşmədə cərəyan bir sistemdən digərinə keçir. Nəticədə hər cərgədə eyni cərəyan axır.
Gərginlik və cərəyanın (A) texniki tərifləri üzərində dayanmağın mənası yoxdur. Nümunələrlə izah daha aydın olacaq. Beləliklə, ilk parametr, fərqli sahələri təcrid etməyinizə nə qədər yaxşı təsir edir. Nə qədər böyükdürsə, bir yerdə bir qəza olma ehtimalı da o qədər yüksəkdir. Bundan irəli gəlir yüksək gərginlik yaxşı izolyasiya tələb edir... Çılpaq oynaqlar bir -birindən, digər materiallardan və yerdən uzaq tutulmalıdır.
Elektrik gərginliyi (U) ümumiyyətlə Volt ilə ölçülür.
Daha güclü gərginlik daha çox həyatı təhdid edir. Ancaq aşağılığın tamamilə təhlükəsiz olduğunu düşünməyin. İnsanlar üçün təhlükə bədəndən keçən cərəyanın gücündən də asılıdır. Və bu parametr artıq birbaşa müqavimət və gərginliyə tabedir. Bu vəziyyətdə bədənin müqaviməti, insanın əxlaqi və fiziki vəziyyətinə, rütubətə və bir çox digər amillərə görə dəyişə bilən dərinin müqaviməti ilə əlaqələndirilir. Bir insanın cəmi 12 voltluq elektrik cərəyanından öldüyü hallar olub.
Bundan əlavə, amperdən asılı olaraq fərqli tellər seçilir. A nə qədər yüksəkdirsə, tel daha qalındır.
Dəyişən və sabit
Elektrik hələ körpəlikdə olanda istehlakçılara birbaşa cərəyan verilirdi. Ancaq məlum oldu ki, 220 voltun standart dəyərini uzun məsafəyə ötürmək demək olar ki, mümkün deyil.
Digər tərəfdən, minlərlə volt təmin edə bilməzsiniz - birincisi, təhlükəlidir, ikincisi, bu qədər yüksək gərginlikdə işləyən qurğuların istehsalı çətin və bahalıdır. Nəticədə, gərginliyi çevirmək qərara alındı - 10 volt şəhərə çatır və 220 artıq evlərə girir. transformator.
Gərginlik tezliyinə gəlincə, 50 Hertzdir. Bu o deməkdir ki, gərginlik dəqiqədə 50 dəfə vəziyyətini dəyişir. Sıfırdan başlayır və 310 volta yüksəlir, sonra sıfıra, sonra -310 volta düşür və yenidən sıfıra yüksəlir. Bütün işlər dövri olaraq baş verir. Belə hallarda, şəbəkədəki gərginlik 220 voltdur - niyə 310 deyil, daha sonra müzakirə olunacaq. Xaricdə fərqli parametrlər var - 220, 127 və 110 volt və tezlik 60 hertz ola bilər.
Güc və digər parametrlər
Bir mühərriki çevirmək və ya batareyaları qızdırmaq kimi bəzi işləri görmək üçün elektrik enerjisinə ehtiyac var. Cərəyanı gərginliyə vuraraq hansı işlə məşğul olacağını hesablaya bilərsiniz. Məsələn, 220 volt və 2,2 kVt gücündə bir elektrik qızdırıcısı 10 A istehlak edəcək.
Standart güc ölçüsü vatt (W) -dir. 1 volt gərginlikli 1 amperlik elektrik cərəyanı 1 vatt güc istehsal edə bilər.
Yuxarıdakı formula hər iki növ cərəyan üçün istifadə olunur. Bununla birlikdə, birincinin hesablanması bir qədər çətinləşir - hər bir zaman vahidində cari gücü U ilə vurmaq lazımdır. Alternativ cərəyanın gərginlik və güc göstəricilərinin hər zaman dəyişdiyini nəzərə alsaq, inteqralı götürməli olacaqsınız. Buna görə konsepsiya tətbiq edildi effektiv dəyər.
Kobud desək, təsirli parametr xüsusi bir şəkildə seçilmiş cərəyan və gərginliyin orta dəyəridir.
Alternativ və birbaşa cərəyan bir amplituda və təsirli bir vəziyyətə malikdir. Genlik parametri, gərginliyin qalxa biləcəyi maksimum vahiddir. Dəyişən tip üçün amplituda sayı number 2 ilə vurulan təsirli saya bərabərdir. Bu, 310 və 220 V gərginlik göstəricilərini izah edir.
Ohm qanunu
Yeni başlayanlar üçün əsas elektrik əsaslarında növbəti konsepsiya Ohm Qanunudur. Amperin müqavimətə bölünən gərginliyə bərabər olduğunu iddia edir. Bu qanun həm alternativ, həm də sabit cərəyana tətbiq olunur.
Müqavimət ohm ilə ölçülür. Beləliklə, 1 amperlik bir cərəyan 1 volt gərginlikdə 1 ohm müqavimət göstərən bir keçiricidən keçir. Ohm Qanununun iki maraqlı nəticəsi var:
- Sistemdən axan A və dövrənin müqavimətini bilirsinizsə, güc hesablana bilər.
- Effektiv müqavimət və U -nu bilməklə güc də hesablana bilər.
Bu vəziyyətdə, gücü təyin etmək üçün şəbəkə gərginliyi deyil, U keçiriciyə tətbiq olunur. Məlum olur ki, hər hansı bir cihaz sistemə uzatma kabeli vasitəsi ilə qoşulsa, bu hərəkət həm cihaza, həm də uzatma qurğusunun tellərinə tətbiq olunacaq. Nəticədə tellər qızacaq.
Əlbəttə ki, əlaqələrin istiləşməsi arzuolunmazdır, çünki elektrik naqillərinin işində müxtəlif pozuntulara səbəb olur.
Ancaq əsas problemlər telin özündə deyil, müxtəlif əlaqə nöqtələrindədir. Bu nöqtələrdə müqavimət telin perimetri boyunca on qat daha yüksəkdir. Zaman keçdikcə oksidləşmə nəticəsində müqavimət yalnız arta bilər.
Müxtəlif metalların birləşmələri xüsusilə təhlükəlidir. Onlarda oksidləşmə prosesləri daha sürətli olur. Ən çox görülən əlaqə zonaları:
- Tellərin büküldüyü yerlər.
- Açarlar, prizlər üçün terminallar.
- Kontaktların sıxılması.
- Dağıtım lövhələrində əlaqələr.
- Fişlər və prizlər.
Buna görə təmir edərkən ilk növbədə bu sahələrə diqqət yetirmək lazımdır. Quraşdırma və nəzarət üçün əlçatan olmalıdır.
Yuxarıdakı qaydalara riayət edərək, evdəki elektriklə əlaqəli bəzi məişət problemlərini müstəqil olaraq həll edə bilərsiniz. Əsas odur ki, təhlükəsizlik tədbirləri haqqında unutmayın.
İndiki vaxtda artıq kifayət qədər davamlı inkişaf etmişdir xidmət bazarıərazidə daxil olmaqla məişət elektrikləri.
Yüksək peşəkar elektrikçilər, həvəslə, keyfiyyətli işdən və təvazökar bir mükafatdan böyük məmnunluq alarkən, əhalimizin qalan hissəsinə kömək etmək üçün əllərindən gələni edirlər. Öz növbəsində, əhalimiz də problemlərinin yüksək keyfiyyətli, sürətli və tamamilə ucuz həllindən böyük zövq alır.
Digər tərəfdən, hər zaman, prinsipcə, şərəf sayan kifayət qədər geniş vətəndaş kateqoriyası olmuşdur - öz əlimləöz yaşayış yerlərinin ərazisində yaranan gündəlik problemləri tamamilə həll etmək. Bu mövqe, şübhəsiz ki, həm təsdiqə, həm də başa düşülməyə layiqdir.
Üstəlik, bütün bunlar Əvəz etmələr, köçürmələr, qurğular- açarlar, prizlər, maşınlar, sayğaclar, lampalar, mətbəx sobalarının birləşdirilməsi və s. - peşəkar elektrikçi baxımından əhalinin ən çox tələb etdiyi bütün xidmət növləri, bütün çətin iş deyil.
Və əslində, elektrik mühəndisliyi təhsili olmayan, lakin kifayət qədər ətraflı təlimatlara sahib olan adi bir vətəndaş, onun həyata keçirilməsinin öhdəsindən öz əlləri ilə gələ bilər.
Əlbəttə ki, belə bir işi ilk dəfə edərkən təcrübəsiz bir elektrikçi təcrübəli bir mütəxəssisdən daha çox vaxt sərf edə bilər. Ancaq bunun daha az səmərəli olacağı heç bir həqiqət deyil, detallara və heç bir tələsik olmamasına diqqət yetirməklə.
Əvvəlcə bu sayt bu sahədə ən çox görülən problemlərlə əlaqədar oxşar təlimatların toplusu olaraq hazırlanmışdır. Ancaq gələcəkdə bu cür problemlərin həlli ilə heç vaxt qarşılaşmayan insanlar üçün 6 praktiki dərsdən ibarət "gənc elektrikçi" kursu əlavə edildi.
Gizli və açıq tellərin elektrik prizlərinin quraşdırılması xüsusiyyətləri. Elektrikli soba üçün prizlər. Elektrik sobasının öz əlləri ilə birləşdirilməsi.
Açarlar.
Elektrik açarlarının dəyişdirilməsi, quraşdırılması, gizli və açıq naqillər.
Avtomatik qurğular və RCD -lər.
Qoruyucu cihazların və elektrik açarlarının işləmə prinsipi. Elektrik açarlarının təsnifatı.
Elektrik sayğacları.
Bir fazalı sayğacın özünü quraşdırılması və qoşulması üçün təlimatlar.
Kabellərin dəyişdirilməsi.
Daxili elektrik quraşdırılması. Divarların materialından və bəzək növündən asılı olaraq quraşdırma xüsusiyyətləri. Taxta bir evdə elektrik naqilləri.
Lampalar.
Divar lampalarının quraşdırılması. Çilçıraqlar. Fənərlərin quraşdırılması.
Əlaqələr və əlaqə.
"Ev" elektriklərində tapılan ən çox yayılmış tel əlaqələri.
Elektrik mühəndisliyi - nəzəriyyənin əsasları.
Elektrik müqaviməti anlayışı. Ohm qanunu. Kirchhoff qanunları. Paralel və ardıcıl əlaqə.
Ən çox yayılmış tellərin və kabellərin təsviri.
Rəqəmsal universal elektrik ölçmə cihazı ilə işləmək üçün təsvirli təlimatlar.
Lampalar haqqında - közərmə, floresan, LED lampalar.
"Pul" haqqında.
Elektrikçi peşəsi son vaxtlara qədər mütləq nüfuzlu sayılmırdı. Amma ona az maaşlı deyə bilərsinizmi? Aşağıda üç il əvvəl ən çox yayılmış xidmətlərin qiymət siyahısını görə bilərsiniz.
Elektrik quraşdırma - qiymətlər.
Elektrik sayğacları ədəd. - 650 p.
Təkqütblü elektrik açarları ədəd. - 200 p.
Üç qütblü elektrik açarları ədəd. - 350 p.
Difautomat ədəd. - 300 p.
RCD tək fazalı ədəd. - 300 p.
Bir düyməli açar ədədləri. - 150 p.
İki düyməli keçid ədədləri. - 200 p.
Üç düyməli açar ədədləri. - 250 p.
10 qrupa qədər açıq kabel lövhəsi. - 3400 p.
10 qrupa qədər gizli kabel lövhəsi. - 5400 p.
Açıq naqillərin çəkilməsi PM - 40p.
Büzməli PM -də naqillər - 150p.
Divarda kəsmə (beton) L.m. - 300p.
(kərpic) L.m - 200p.
Beton ədəd bir qutu və qovşaq qutusunun quraşdırılması. - 300 p.
kərpic ədəd. - 200 p.
alçıpan ədədləri - 100 p.
Qaşıq ədədləri. - 400 p.
Spot işıq ədədləri. - 250 p.
Çəngəl çilçıraq ədədləri. - 550 p.
Tavan çilçırağı (montajsız) ədəd. - 650 p.
Zəng və zəng düymələrinin ədədlərinin təyin edilməsi. - 500 p.
Çıxış qurğusu, açıq məftil açarı ədəd. - 300 p.
Bir prizin quraşdırılması, gizli məftil açarı (priz qutusu quraşdırmadan) ədəd. - 150 p.
"Reklamla" elektrikçi olduğumda, gizli tellərin 6-7 nöqtəsindən (prizlər, açarlar), betona - bir axşamdan çox montaj edə bilməzdim. Üstəlik, 4-5 metr yiv var (beton üçün). Sadə arifmetik hesablamalar aparırıq: (300 + 150) * 6 = 2700p. - bunlar açarları olan prizlərdir.
300 * 4 = 1200r. - bu stroblar üçündür.
2700 + 1200 = 3900r. ümumi məbləğdir.
5-6 saatlıq iş üçün pis deyil, elə deyilmi? Əlbəttə ki, qiymətlər Moskvadır, Rusiyada daha az olacaq, amma iki dəfədən çox olmayacaq.
Ümumiyyətlə, bir elektrikçi - quraşdırıcının aylıq qazancı indi nadir hallarda 60.000 rubldan çoxdur. (Moskvada deyil)
Əlbəttə ki, bu sahədə (bir qayda olaraq, dəmir sağlamlığı ilə) və praktik mənada xüsusilə istedadlı insanlar var. Müəyyən şərtlərdə qazanclarını 100.000 rubla və daha yuxarıya qaldırmağı bacarırlar. Bir qayda olaraq, elektrik işlərini yerinə yetirmək və müxtəlif vasitəçilərin iştirakı olmadan "ciddi" müqavilələr bağlamaqla birbaşa müştəri ilə işləmək üçün lisenziyaya malikdirlər.
Elektrikçilər - təmirçilər avadanlıqlar (müəssisələrdə), elektrikçilər - yüksək gərginlik, bir qayda olaraq (həmişə deyil) - bir az az qazanırlar. Müəssisə gəlir gətirərsə və elektrikçi-təmirçilər üçün "yenidən təchiz olunmasına" vəsait qoyularsa, əlavə gəlir mənbələri açıla bilər, məsələn, iş vaxtından kənarda yeni avadanlıqların quraşdırılması.
Yüksək ödənişli, lakin fiziki cəhətdən çətin və bəzən çox tozlu bir elektrikçi-quraşdırıcının işi şübhəsiz ki, hər cür hörmətə layiqdir.
Elektrik qurğusu ilə məşğul olan təcrübəsiz bir mütəxəssis, əsas bacarıq və bacarıqlara yiyələnə, ilkin təcrübə qazana bilər.
Gələcəkdə karyerasını necə quracağından asılı olmayaraq, bu şəkildə əldə edilən praktiki biliklərin mütləq faydalı olacağına əmin ola bilərsiniz.
Sayta bir keçid varsa, bu səhifədəki hər hansı bir materialın istifadəsinə icazə verilir.
