Strumenti per la misurazione della qualità ambientale. Come studiare l'atmosfera: descrizione, metodi e metodi di ricerca

Il pianeta Terra è avvolto da un'atmosfera come una coperta invisibile. Questo guscio protegge la Terra, così come tutti i suoi abitanti, dalle minacce provenienti dallo spazio. Si può anche sostenere che la vita sulla Terra è possibile solo grazie all’esistenza di un’atmosfera.

L'umanità è interessata a studiare l'involucro aereo del pianeta da molto tempo, ma gli strumenti per misurare gli indicatori atmosferici sono apparsi relativamente di recente, solo circa quattro secoli fa. Quali sono i modi per studiare l'involucro d'aria della Terra? Diamo un'occhiata più da vicino a loro.

Studio dell'atmosfera

Ogni persona fa affidamento sulle previsioni del tempo dei media. Ma prima che queste informazioni diventino note al pubblico, devono essere raccolte attraverso una varietà di vari metodi. Per coloro che sono interessati a come viene studiata l'atmosfera, sarà importante sapere: i principali strumenti per studiarla, inventati nel XVI secolo, sono una banderuola, un termometro e un barometro.

Ora sta studiando il guscio aereo della Terra, oltre alla Russia, include molti altri paesi. Dal momento che studiano l'atmosfera nel nostro tempo con l'aiuto equipaggiamento speciale, il personale dell'OMM ha sviluppato programmi speciali per la raccolta e l'elaborazione dei dati. A questo scopo vengono utilizzate le tecnologie più moderne.

Termometri

La temperatura viene ancora misurata utilizzando i termometri. I gradi sono misurati in Celsius. Questo sistemaÈ basato su Proprietà fisiche acqua. A zero gradi Celsius diventa stato solido, a 100 - in gassoso.

Questo sistema prende il nome da uno scienziato svedese che propose di misurare la temperatura utilizzando questo metodo nel 1742. Nonostante i progressi tecnologici, molti luoghi utilizzano ancora termometri a mercurio.

Indicatore delle precipitazioni

Le informazioni su come viene studiata l'atmosfera interesseranno sia gli scolari che gli adulti. Ad esempio, è interessante sapere che la quantità di precipitazioni viene misurata dai meteorologi utilizzando un pluviometro. Questo è un dispositivo con il quale è possibile misurare sia la quantità di precipitazioni liquide che solide.

Questo metodo di studio dell'atmosfera è apparso negli anni '70 del secolo scorso. Il pluviometro è costituito da una vaschetta montata su un palo e circondata da un frangivento. Il dispositivo viene posizionato su aree pianeggianti; l'opzione di installazione ottimale è in un luogo circondato da case o alberi. Se la quantità di precipitazioni supera i 49 mm in 12 ore, la pioggia è considerata forte. Per la neve questo termine si applica se nello stesso periodo cadono 19 mm.

Misurazione della velocità e della direzione del vento

Per misurare la velocità del vento viene utilizzato un dispositivo chiamato anemometro. Viene anche utilizzato per studiare la velocità dei flussi d'aria diretti.

La velocità dell'aria è una delle gli indicatori più importanti atmosfera. Per misurare la velocità e la direzione del vento vengono utilizzati speciali sensori ad ultrasuoni (anemormbometri). Di solito accanto all'anemometro viene installata una banderuola. Inoltre, vicino agli aeroporti, ai ponti e ad altri luoghi in cui i forti venti possono rappresentare un pericolo, vengono solitamente installate speciali borse a forma di cono realizzate in tessuto a strisce.

Barometri

Abbiamo esaminato quali strumenti e come studiare l'atmosfera. Tuttavia, una revisione di tutti i metodi per studiarlo sarebbe incompleta senza menzionare il barometro, un dispositivo speciale con cui è possibile determinare la forza della pressione atmosferica.

L'idea di un barometro fu proposta da Galileo, sebbene sia stata realizzata dal suo allievo E. Torricelli, che per primo dimostrò il fatto della pressione atmosferica. Barometri che misurano la pressione colonna atmosferica, ti permettono di fare una previsione del tempo. Inoltre, questi dispositivi vengono utilizzati anche come altimetri, poiché la pressione dell'aria nell'atmosfera dipende dall'altitudine.

Perché l'aria preme sulla superficie della Terra? Le molecole d'aria, come tutti gli altri corpi materiali, sono attratte dalla superficie del nostro pianeta dalla forza di gravità. Il fatto che l'aria abbia un peso fu dimostrato da Galileo e questa pressione fu inventata da E. Torricelli.

Professioni che studiano l'atmosfera

Lo studio dell'involucro aereo della Terra viene effettuato principalmente da rappresentanti di due professioni: meteorologi e meteorologi. Qual è la differenza tra queste due professioni?

I meteorologi prendono parte a varie spedizioni. Il loro lavoro si svolge spesso nelle stazioni polari, sugli altopiani di alta montagna, così come negli aeroporti e nei transatlantici. Il meteorologo non può distrarsi un attimo dalle sue osservazioni. Non importa quanto insignificanti possano sembrare le fluttuazioni, deve inserirle in un diario speciale.

I meteorologi differiscono dai meteorologi in quanto prevedono il tempo analizzando i processi fisiologici. A proposito, il termine “previsore” deriva dall’antica lingua greca e viene tradotto come “osservatore sul posto”.

Chi studia l'atmosfera?

Per fare una previsione meteorologica è necessario utilizzare le informazioni raccolte contemporaneamente da più punti del pianeta. Si studia la temperatura dell'aria Pressione atmosferica, così come la velocità e la forza del vento. La scienza che studia l'atmosfera si chiama meteorologia. Esamina la struttura e tutti i processi che si verificano nell'atmosfera. Ci sono centri meteorologici speciali su tutta la Terra.

Gli scolari hanno spesso bisogno di informazioni sull'atmosfera, sulla meteorologia e sui meteorologi. Molto spesso devono esplorare questa domanda in prima media. Come viene studiata l'atmosfera e quali specialisti sono coinvolti nella raccolta ed elaborazione dei dati sui cambiamenti in essa?

L'atmosfera è studiata da meteorologi, climatologi e aerologi. I rappresentanti di quest'ultima professione stanno studiando vari indicatori dell'atmosfera. I meteorologi marini sono specialisti che osservano il comportamento delle masse d'aria sugli oceani del mondo. Gli scienziati atmosferici forniscono informazioni sull'atmosfera al trasporto marittimo.

Anche le imprese agricole hanno bisogno di questi dati. Esiste anche una branca della scienza dell'atmosfera come la radiometeorologia. E negli ultimi decenni si è sviluppata un'altra area: la meteorologia satellitare.

Perché è necessaria la meteorologia?

Per poter elaborare una previsione meteorologica corretta, non è necessario solo raccogliere informazioni angoli diversi globo, ma anche elaborati correttamente. Come maggiori informazioni ha un meteorologo (o un altro ricercatore), tanto più accurato sarà il risultato del suo lavoro. Attualmente tutti i dati vengono elaborati utilizzando informatica. Le informazioni meteorologiche non vengono solo archiviate in un computer, ma vengono anche utilizzate per creare previsioni meteorologiche per il prossimo futuro.

Sappiamo che i conduttori percorsi da corrente interagiscono tra loro con una certa forza (§ 37). Ciò è spiegato dal fatto che ciascun conduttore percorso da corrente è influenzato dal campo magnetico della corrente dell'altro conduttore.

Affatto un campo magnetico agisce con una certa forza su qualsiasi conduttore percorso da corrente situato in questo campo.

La Figura 117, a mostra un conduttore AB sospeso su fili flessibili collegati a una sorgente di corrente. Il conduttore AB è posto tra i poli di un magnete a forma di arco, cioè si trova in un campo magnetico. Quando il circuito elettrico è chiuso, il conduttore inizia a muoversi (Fig. 117, b).

Riso. 117. Azione campo magnetico ad un conduttore percorso da corrente

La direzione del movimento del conduttore dipende dalla direzione della corrente al suo interno e dalla posizione dei poli del magnete. In questo caso, la corrente è diretta da A a B e il conduttore devia a sinistra. Quando la direzione della corrente viene invertita, il conduttore si sposterà verso destra. Allo stesso modo, il conduttore cambierà la direzione del movimento quando cambia la posizione dei poli magnetici.

La rotazione di un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico è di importanza pratica.

La Figura 118 mostra un dispositivo che può essere utilizzato per dimostrare tale movimento. In questo dispositivo, un telaio ABCD rettangolare leggero è montato su un asse verticale. Sul telaio è posato un avvolgimento costituito da diverse dozzine di spire di filo rivestito di isolamento. Le estremità dell'avvolgimento sono collegate ai semianelli metallici 2: un'estremità dell'avvolgimento è collegata ad un semianello, l'altra all'altro.

Riso. 118. Rotazione di un telaio con corrente in un campo magnetico

Ogni semianello viene premuto contro una piastra metallica - spazzola 1. Le spazzole servono a fornire corrente dalla sorgente al telaio. Una spazzola è sempre collegata al polo positivo della sorgente e l'altra al polo negativo.

Sappiamo che la corrente nel circuito è diretta dal polo positivo della sorgente al negativo, quindi, in parti del telaio AB e DC ha direzione opposta, quindi queste parti del conduttore si muoveranno in direzioni opposte e il telaio ruoterà. Quando il telaio viene ruotato, i semianelli fissati alle sue estremità gireranno con esso e ciascuno premerà contro l'altro pennello, quindi la corrente nel telaio cambierà direzione opposta. Ciò è necessario affinché il telaio continui a ruotare nella stessa direzione.

Nel dispositivo viene utilizzata la rotazione di una bobina con corrente in un campo magnetico motore elettrico.

Nei motori elettrici tecnici l'avvolgimento è costituito da elevato numero giri di filo. Queste spire sono posizionate in scanalature (asole) ricavate lungo la superficie laterale del cilindro di ferro. Questo cilindro è necessario per migliorare il campo magnetico. La Figura 119 mostra uno schema di tale dispositivo, si chiama ancoraggio del motore. Nel diagramma (è mostrato in una sezione perpendicolare), le spire del filo sono mostrate in cerchi.

Riso. 119. Schema dell'armatura del motore

Il campo magnetico in cui ruota l'armatura di tale motore è creato da un potente elettromagnete. L'elettromagnete viene alimentato con corrente dalla stessa sorgente di corrente dell'avvolgimento dell'indotto. L'albero motore, che corre lungo l'asse centrale del cilindro di ferro, è collegato ad un dispositivo che viene azionato dal motore per ruotare.

I motori a corrente continua hanno trovato applicazione particolarmente ampia nei trasporti (locomotive elettriche, tram, filobus).

Esistono speciali motori elettrici antiscintilla utilizzati nelle pompe per il pompaggio del petrolio dai pozzi.

Nell'industria vengono utilizzati motori a corrente alternata (li studierai alle scuole superiori).

I motori elettrici presentano numerosi vantaggi. A parità di potenza sono di dimensioni inferiori rispetto a motori termici. Durante il funzionamento non emettono gas, fumo o vapore, quindi non inquinano l'aria. Non hanno bisogno di rifornimento di carburante e acqua. I motori elettrici possono essere installati in un luogo conveniente: su una macchina, sotto il pavimento di un tram, sul carrello di una locomotiva elettrica. È possibile produrre un motore elettrico di qualsiasi potenza: da pochi watt (nei rasoi elettrici) a centinaia e migliaia di kilowatt (negli escavatori, laminatoi, navi).

Coefficiente azione utile potenti motori elettrici raggiunge il 98%. Nessun altro motore ha un'efficienza così elevata.

Jacobi Boris Semyonovich (1801-1874)
Fisico russo. Divenne famoso per la scoperta della galvanica. Costruì il primo motore elettrico e una macchina telegrafica che stampava lettere.

Uno dei primi motori elettrici al mondo adatti all'uso pratico fu inventato dallo scienziato russo Boris Semenovich Jacobi nel 1834.

Domande

Come dimostrare che un campo magnetico agisce su un conduttore percorso da corrente situato in questo campo?
Utilizzando la Figura 117, spiega cosa determina la direzione del movimento di un conduttore che trasporta corrente in un campo magnetico.
Quale dispositivo può essere utilizzato per ruotare un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico? Quale dispositivo nel telaio viene utilizzato per cambiare la direzione della corrente ogni mezzo giro?
Descrivere la struttura di un motore elettrico tecnico.
Dove vengono utilizzati? motori elettrici? Quali sono i vantaggi rispetto a quelli termici?
Chi e quando ha inventato il primo motore elettrico adatto all'uso pratico?

Esercizio

Per le onde nella gamma dei metri e dei decimetri, la ionosfera è trasparente. La comunicazione su queste onde viene effettuata solo a distanza di vista. Per questo motivo le antenne televisive trasmittenti sono poste su alte torri televisive e per la trasmissione televisiva a lunga distanza è necessario costruire stazioni di rilancio, ricevendo e poi trasmettendo il segnale.

Eppure, attualmente, per le comunicazioni radio a lunga distanza vengono utilizzate onde con una lunghezza inferiore a un metro. I satelliti artificiali della Terra vengono in soccorso. I satelliti utilizzati per le comunicazioni radio vengono posti in un'orbita geostazionaria, il cui periodo di rivoluzione coincide con il periodo di rivoluzione della Terra attorno al proprio asse (circa 24 ore). Di conseguenza, il satellite ruota con la Terra e quindi si libra sopra un certo punto della Terra situato all'equatore. Il raggio dell'orbita geostazionaria è di circa 40.000 km. Un tale satellite riceve un segnale dalla Terra e poi lo ritrasmette. La televisione satellitare è già diventata abbastanza comune; in ogni città puoi vedere le "parabole" - antenne per ricevere un segnale satellitare. Tuttavia, oltre ai segnali televisivi, tramite i satelliti vengono trasmessi molti altri segnali, in particolare i segnali Internet, e la comunicazione viene effettuata con navi situate nei mari e negli oceani. Questa connessione risulta essere più affidabile della comunicazione a onde corte. Le caratteristiche della propagazione delle onde radio sono illustrate in Fig. 3.

Tutte le onde radio sono suddivise in diversi intervalli a seconda della loro lunghezza. Nella tabella sono riportati i nomi delle bande, le proprietà della propagazione delle onde radio e le aree caratteristiche di utilizzo delle onde.

Bande delle onde radio
Gamma d'onda	Lunghezze d'onda	Proprietà di diffusione	Utilizzo
		Si piegano attorno alla superficie della Terra e agli ostacoli (montagne, edifici)	Trasmissione
		Radiodiffusione, comunicazioni radiofoniche
Corto		Propagazione rettilinea, riflessa dalla ionosfera.
Ultra corto	1 – 10 m (metro)	Propagazione rettilinea, passante per la ionosfera.	Emittenti radiofoniche, emittenti televisive, comunicazioni radio, radar.
1 – 10 dm (decimetri)
1 – 10 cm (centimetro)
1 – 10 mm (mm)

La generazione di onde radio avviene a seguito del movimento di particelle cariche con accelerazione. Un'onda di questa frequenza viene generata a movimento oscillatorio particelle cariche con questa frequenza. Quando le particelle cariche libere sono esposte alle onde radio, appare una corrente alternata della stessa frequenza della frequenza dell'onda. Questa corrente può essere rilevata da un dispositivo ricevente. Le onde radio di diverse gamme si propagano in modo diverso vicino alla superficie terrestre.

1. · Quale frequenza corrisponde alle onde radio più corte e più lunghe?

2. * Formulare un'ipotesi su cosa può determinare il limite della lunghezza delle onde radio riflesse dalla ionosfera.

3. · Quali gamme di onde provenienti dallo spazio possiamo ricevere con i ricevitori terrestri?

§26. Utilizzo delle onde radio.

(Lezione-lezione).

Qui c’è la radio, ma non c’è la felicità.

I. Ilf, E. Petrov

Come possono essere trasmesse le informazioni utilizzando le onde radio? Qual è la base per la trasmissione di informazioni utilizzando i satelliti artificiali della Terra? Quali sono i principi del radar e quali funzionalità fornisce il radar?

Comunicazione radiofonica. Radar. Modulazione delle onde.

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Alexander Stepanovich Popov (1859-1906) - famoso fisico russo, inventore della radio. Effettuati i primi esperimenti su applicazione pratica onde radio Nel 1986 dimostrò il primo radiotelegrafo.

Progetti migliorati di trasmettitori radio e ricevitori radio furono sviluppati dall'italiano Marconi, che nel 1921 riuscì a stabilire comunicazioni regolari tra Europa e America.

Principi di modulazione delle onde.

Il compito principale assegnato alle onde radio è la trasmissione di alcune informazioni a distanza. Un'onda radio monocromatica di una certa lunghezza è un'oscillazione sinusoidale del campo elettromagnetico e non trasporta alcuna informazione. Affinché un’onda del genere possa trasportare informazioni, deve essere modificata in qualche modo o, in termini scientifici, modulare(dal latino modulatio - dimensione, dimensione). Il più semplice modulazione delle onde radio utilizzato nei primi radiotelegrafi, per i quali veniva utilizzato il codice Morse. Utilizzando una chiave, i trasmettitori radio venivano accesi per un tempo più o meno lungo. Gli spazi lunghi corrispondevano al segno “trattino” e gli spazi brevi corrispondevano al segno “punto”. Ogni lettera dell'alfabeto era associata a un certo insieme di punti e trattini, che arrivavano con un certo intervallo. Nella fig. La Figura 1 mostra un grafico delle oscillazioni dell'onda che trasmette il segnale “tratto-punto-punto-trattino”. (Si noti che in un segnale reale, un punto o un trattino si adatta in modo significativo numero maggiore fluttuazioni).

Naturalmente, era impossibile trasmettere la voce o la musica con un segnale del genere, quindi in seguito iniziarono a utilizzare altre modulazioni. Come sai, il suono è un'onda di pressione. Ad esempio, un suono puro corrispondente alla nota LA della prima ottava corrisponde ad un'onda, la cui pressione varia secondo una legge sinusoidale con una frequenza di 440 Hz. Utilizzando un dispositivo - un microfono (dal greco micros - piccolo, telefono - suono), le fluttuazioni di pressione possono essere convertite in un segnale elettrico, che è una variazione di tensione con la stessa frequenza. Queste oscillazioni possono essere sovrapposte all'oscillazione di un'onda radio. Uno di questi metodi di modulazione è mostrato in Fig. 2. I segnali elettrici corrispondenti alla parola, alla musica e anche alle immagini ne hanno di più aspetto complesso Tuttavia, l'essenza della modulazione rimane invariata: l'inviluppo di ampiezza dell'onda radio ripete la forma del segnale informativo.

Successivamente sono stati sviluppati vari altri metodi di modulazione, in cui non cambia solo l'ampiezza dell'onda, come nelle Figure 1 e 2, ma anche la frequenza, che ha permesso di trasmettere, ad esempio, un segnale televisivo complesso, portatore di informazioni sull'immagine.

Attualmente si tende a ritornare ai “punti” e ai “trattini” originali. Il fatto è che qualsiasi informazione audio e video può essere codificata come una sequenza di numeri. Questo è esattamente il tipo di codifica eseguita nei computer moderni. Ad esempio, un'immagine sullo schermo di un computer è composta da molti punti, ognuno dei quali si illumina di un colore diverso. Ogni colore è codificato con un numero specifico e quindi l'intera immagine può essere rappresentata come una sequenza di numeri corrispondenti a punti sullo schermo. In un computer, tutti i numeri vengono memorizzati ed elaborati nel sistema binario di unità, ovvero vengono utilizzate le due cifre 0 e 1. Ovviamente questi numeri sono simili ai punti e ai trattini del codice Morse. I segnali codificati in formato digitale presentano molti vantaggi: sono meno suscettibili alla distorsione durante la trasmissione radio e sono facilmente elaborabili dai moderni dispositivi elettronici. Ecco perché i moderni telefoni cellulari e la trasmissione di immagini tramite satellite utilizzano il formato digitale.

La maggior parte di voi probabilmente ha sintonizzato la radio o la televisione su qualche programma, alcuni di voi hanno utilizzato una connessione di telefonia mobile. Le nostre onde radio sono piene di un'ampia varietà di segnali radio e il loro numero è in costante aumento. Non sono "angusti" lì? Esistono limitazioni al numero di emittenti radiofoniche e televisive funzionanti contemporaneamente?

Risulta che esistono restrizioni sul numero di trasmettitori funzionanti contemporaneamente. Il fatto è che quando un'onda elettromagnetica trasporta qualsiasi informazione, viene modulata da un determinato segnale. Un'onda così modulata non può più essere associata ad una frequenza o lunghezza strettamente definita. Ad esempio, se un'onda UN in Fig. 2 ha una frequenza w, che si trova nella gamma delle onde radio, e il segnale B ha una frequenza W, situata nella gamma delle onde sonore (da 20 Hz a 20 kHz), quindi l'onda modulata V in realtà rappresenta tre onde radio con frequenze w-W, w E w+W. Più informazioni contiene un'onda, maggiore è la gamma di frequenze che occupa. Quando si trasmette il suono è sufficiente una portata di circa 16 kHz; un segnale televisivo occupa già una portata di circa 8 MHz, cioè 500 volte di più. Ecco perché la trasmissione di un segnale televisivo è possibile solo nella gamma delle onde ultracorti (metri e decimetri).

Se le bande del segnale di due trasmettitori si sovrappongono, le onde di questi trasmettitori interferiscono. L'interferenza provoca interferenza durante la ricezione delle onde. Affinché i segnali trasmessi non si influenzino a vicenda, cioè affinché le informazioni trasmesse non siano distorte, le bande occupate dalle stazioni radio non dovrebbero sovrapporsi. Ciò pone un limite al numero di dispositivi di trasmissione radio che operano in ciascuna banda.

Le onde radio possono essere utilizzate per trasmettere varie informazioni(suono, immagine, informazione informatica), per cui è necessario modulare le onde. Un'onda modulata occupa una determinata banda di frequenza. Per evitare che le onde di trasmettitori diversi interferiscano, le loro frequenze devono differire di un valore maggiore della banda di frequenza.

Principi del radar.

Un'altra importante applicazione delle onde radio è il radar, che si basa sulla capacità delle onde radio di essere riflesse da vari oggetti. Il radar consente di determinare la posizione di un oggetto e la sua velocità. Per il radar vengono utilizzate onde delle gamme decimali e centimetriche. Il motivo di questa scelta è molto semplice: le onde più lunghe, a causa del fenomeno della diffrazione, si piegano attorno agli oggetti (aerei, navi, automobili), praticamente senza essere riflesse da essi. In linea di principio, i problemi radar possono essere risolti utilizzando le onde elettromagnetiche nella gamma visibile dello spettro, cioè mediante l'osservazione visiva di un oggetto. Tuttavia, la radiazione visibile viene ritardata dai componenti atmosferici come nuvole, nebbia, polvere e fumo. Per le onde radio, questi oggetti sono completamente trasparenti, il che consente l'uso del radar in tutte le condizioni atmosferiche.

Per determinare la posizione, è necessario determinare la direzione dell'oggetto e la distanza da esso. Il problema di determinare la distanza è risolto semplicemente. Le onde radio viaggiano alla velocità della luce, quindi l'onda raggiunge un oggetto e ritorna indietro in un tempo pari al doppio della distanza dall'oggetto divisa per la velocità della luce. Il dispositivo trasmittente invia un impulso radio verso l'oggetto e il dispositivo ricevente, utilizzando la stessa antenna, riceve questo impulso. Il tempo che intercorre tra la trasmissione e la ricezione di un impulso radio viene automaticamente convertito in distanza.

Per determinare la direzione di un oggetto, vengono utilizzate antenne altamente direzionali. Tali antenne formano un'onda sotto forma di un raggio stretto, in modo che l'oggetto cada in questo raggio solo in una determinata posizione dell'antenna (l'azione è simile al raggio di una torcia elettrica). Durante il processo radar, l'antenna viene “ruotata” in modo che il raggio d'onda scansioni un'ampia area dello spazio. La parola “ruota” è messa tra virgolette perché nelle antenne moderne non avviene alcuna rotazione meccanica, la direzione dell'antenna cambia elettronicamente; Il principio del radar è illustrato in Fig. 3.

Il radar consente di impostare la distanza da un oggetto, la direzione verso l'oggetto e la velocità dell'oggetto. Grazie alla capacità delle onde radio di viaggiare liberamente attraverso nuvole e nebbia, le tecniche radar possono essere utilizzate in tutte le condizioni atmosferiche.

1. ○ Qual è la lunghezza delle onde radio utilizzate per la comunicazione?

2. ○ Come “fare” in modo che un'onda radio trasmetta informazioni?

3. ○ Come viene limitato il numero delle stazioni radio in onda?

4. · Supponendo che la frequenza di trasmissione debba essere 10 volte l'ampiezza di frequenza occupata dal segnale, calcolare la lunghezza d'onda minima per la trasmissione di un segnale televisivo.

5. * Come si può determinare la velocità di un oggetto utilizzando il radar?

§27.Principi di funzionamento della telefonia mobile.

(Lezione di laboratorio)

Se Edison avesse avuto conversazioni del genere, il mondo non avrebbe mai visto un grammofono o un telefono.

I. Ilf, E. Petrov

Come funziona la telefonia mobile? Quali elementi sono contenuti in un telefono cellulare e qual è il loro scopo funzionale? Quali sono le prospettive di sviluppo della telefonia mobile?

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Stile di vita.

1. Quando si utilizza un telefono cellulare, nelle immediate vicinanze del cervello si verificano costantemente radiazioni di onde radio. Attualmente, gli scienziati non hanno raggiunto un consenso sul grado di influenza di tali radiazioni sul corpo. Tuttavia, non dovresti avere conversazioni eccessivamente lunghe sul tuo cellulare!

2. I segnali del telefono cellulare possono interferire con vari dispositivi elettronici, come i dispositivi di navigazione. Alcune compagnie aeree vietano l'uso dei telefoni cellulari durante i voli o in determinati orari del volo (decollo, atterraggio). Se esistono tali divieti, rispettateli, è nel tuo interesse!

3. Alcuni elementi del dispositivo mobile, come il display a cristalli liquidi, potrebbero deteriorarsi se esposti a fonti luminose i raggi del sole O alta temperatura. Altri componenti, come i circuiti elettronici che convertono i segnali, potrebbero deteriorarsi se esposti all'umidità. Proteggi il tuo cellulare da questi influssi dannosi!

Risposta al compito 1.

Rispetto alla comunicazione telefonica convenzionale, la comunicazione telefonica mobile non richiede che l'abbonato si colleghi a un cavo teso alla centrale telefonica (da cui il nome mobile).

Rispetto alla comunicazione radio:

1. La telefonia mobile consente di contattare qualsiasi abbonato che disponga di un telefono cellulare o sia collegato a una centrale telefonica cablata in quasi ogni area del globo.

2. Il trasmettitore in un telefono cellulare non dovrebbe avere una potenza elevata e quindi può essere di piccole dimensioni e peso.
Risposta al compito 2. Le onde ultracorte dovrebbero essere utilizzate per le comunicazioni mobili.
Rispondi al compito 3.

Rispondi al compito 4. La centrale telefonica deve essere dotata di dispositivi che ricevono, amplificano e trasmettono onde elettromagnetiche. Poiché le onde radio utilizzate viaggiano su distanze in linea di vista, è necessaria una rete di stazioni di rilancio. Per comunicare con altre centrali telefoniche situate in regioni lontane, è necessario disporre di collegamenti alle reti interurbane e internazionali.

Rispondi al compito 5. Il dispositivo deve contenere dispositivi di input e output di informazioni, un dispositivo che converte un segnale di informazione in un'onda radio e restituisce l'onda radio in un segnale di informazione.
Rispondi al compito 6. Innanzitutto, quando utilizziamo il telefono, trasmettiamo e percepiamo informazioni sonore. Tuttavia, il dispositivo può fornirci anche informazioni visive. Esempi: il numero di telefono su cui ci chiamano, il numero di telefono del nostro amico, che abbiamo inserito nella memoria del nostro telefono. Dispositivi moderni in grado di percepire informazioni video, per le quali è incorporata una videocamera. Infine, quando trasmettiamo informazioni, usiamo anche un senso come il tatto. Per comporre un numero, premiamo i pulsanti che contengono numeri e lettere.
Rispondi al compito 7. Immissione delle informazioni audio – microfono, uscita informazioni audio – telefono, immissione di informazioni video – videocamera, output delle informazioni video – Schermo, nonché pulsanti per l'immissione di informazioni sotto forma di lettere e numeri.
Rispondi al compito 8.

(la cornice tratteggiata in figura significa che questo dispositivo non è necessariamente compreso nel dispositivo di telefonia mobile).

§28. Ottica geometrica e strumenti ottici.

(Lezione-lezione).

Allora, senza risparmiare né fatica né spese, riuscii a costruire uno strumento così perfetto che, se visti attraverso di esso, gli oggetti apparivano quasi mille volte più grandi e più di trenta volte più vicini di quelli visti naturalmente.

Galileo Galilei.

Come vengono considerati i fenomeni luminosi dal punto di vista dell'ottica geometrica? Cosa sono le lenti? In quali dispositivi vengono utilizzati? Come si ottiene l'ingrandimento visivo? Quali dispositivi consentono di ottenere l'ingrandimento visivo? Ottica geometrica. Lunghezza focale dell'obiettivo. Lente. Matrice CCD. Proiettore. Alloggio. Oculare.

Elementi di ottica geometrica. Lente. Lunghezza focale dell'obiettivo. L'occhio come sistema ottico. Strumenti ottici . (Fisica 7-9 gradi). Scienze naturali 10, § 16.

Ottica geometrica e proprietà delle lenti.

La luce, come le onde radio, lo è Onda elettromagnetica. Tuttavia, la lunghezza d'onda della radiazione visibile è di diversi decimi di micrometro. Pertanto, i fenomeni ondulatori come l'interferenza e la diffrazione praticamente non compaiono in condizioni normali. Ciò, in particolare, ha portato al fatto che la natura ondulatoria della luce per molto tempo non era noto, e perfino Newton supponeva che la luce fosse un flusso di particelle. Si presumeva che queste particelle si muovessero da un oggetto all'altro in linea retta e che i flussi di queste particelle formassero raggi che possono essere osservati facendo passare la luce attraverso un piccolo foro. Questa recensione si chiama ottica geometrica, a differenza dell'ottica ondulatoria, dove la luce viene trattata come un'onda.

L'ottica geometrica ha permesso di comprovare le leggi della riflessione e della rifrazione della luce al confine tra varie sostanze trasparenti. Di conseguenza, ti sono state spiegate le proprietà delle lenti che hai studiato nel corso di fisica. Fu con l'invenzione delle lenti che iniziò l'uso pratico delle conquiste dell'ottica.

Ricordiamo come viene costruita un'immagine in una lente convergente sottile (vedi Fig. 1).

Un oggetto viene rappresentato come un insieme di punti luminosi, e la sua immagine viene costruita punto per punto. Per costruire l'immagine di un punto UNè necessario utilizzare due travi. Un raggio va parallelo all'asse ottico e dopo la rifrazione nella lente passa attraverso il fuoco F'. L'altro raggio passa attraverso il centro della lente senza essere rifratto. Il punto all'intersezione di questi due raggi UN' e sarà l'immagine di un punto UN. Il resto della freccia punta fino a UN sono costruiti in modo simile, risultando in una freccia con l'estremità in corrispondenza della punta UN'. Si noti che i raggi hanno quindi la proprietà della reversibilità se la sorgente è posta in un punto UN’, allora la sua immagine sarà al punto UN.

Distanza dalla sorgente all'obiettivo D correlato alla distanza tra l'immagine e l'obiettivo D¢ rapporto: 1/ D + 1/D¢ = 1/F, Dove F – lunghezza focale, cioè la distanza dal punto focale dell'obiettivo all'obiettivo. L'immagine di un oggetto può essere ridotta o ingrandita. Il coefficiente di aumento (diminuzione) è facile da ottenere in base alla Fig. 1 e proprietà di somiglianza dei triangoli: G = D¢ /D. Dalle ultime due formule possiamo ricavare la seguente proprietà: l'immagine si riduce se D>2F(in questo caso F< D¢ < 2F). Dalla reversibilità del percorso del raggio ne consegue che l'immagine verrà ingrandita se F< D< 2F(in questo caso D¢ > 2F). Si noti che a volte è necessario ingrandire notevolmente l'immagine, quindi l'oggetto deve essere posizionato ad una distanza dall'obiettivo leggermente superiore alla messa a fuoco, l'immagine sarà a grande distanza dall'obiettivo. Al contrario, se è necessario ridurre in modo significativo l'immagine, l'oggetto viene posizionato a grande distanza dall'obiettivo e la sua immagine sarà leggermente più lontana del punto focale dall'obiettivo.

Obiettivi in vari dispositivi.

La proprietà descritta delle lenti viene utilizzata in vari dispositivi in cui vengono utilizzate le lenti di raccolta lenti a contatto. A rigor di termini, qualsiasi lente di alta qualità è costituita da un sistema di lenti, ma la sua azione è la stessa di una singola lente convergente.

Vengono chiamati dispositivi che ingrandiscono le immagini proiettori. I proiettori vengono utilizzati, ad esempio, nei cinema, dove un'immagine cinematografica di pochi centimetri viene ingrandita su uno schermo di diversi metri. Un altro tipo di proiettore sono i proiettori multimediali. In essi, un segnale proveniente da un computer, un videoregistratore o un dispositivo di registrazione su disco video forma una piccola immagine, che viene proiettata attraverso una lente su un grande schermo.

Molto più spesso è necessario ridurre, anziché ingrandire, l'immagine. Questo è lo scopo per cui vengono utilizzati gli obiettivi delle fotocamere e delle videocamere. Un'immagine di diversi metri, ad esempio l'immagine di una persona, viene ridotta alla dimensione di diversi centimetri o diversi millimetri. Il ricevitore su cui viene proiettata l'immagine è una pellicola fotografica o una speciale matrice di sensori a semiconduttore ( Matrice CCD), convertendo l'immagine video in un segnale elettrico.

La riduzione dell'immagine viene utilizzata nella produzione di microcircuiti utilizzati nei dispositivi elettronici, in particolare nei computer. Gli elementi dei microcircuiti - dispositivi a semiconduttore, cavi di collegamento, ecc. - hanno dimensioni di diversi micrometri e il loro numero su un wafer di silicio con dimensioni dell'ordine di un centimetro raggiunge diversi milioni. Naturalmente è impossibile disegnare così tanti elementi di questa scala senza ridurli con una lente.

Lenti che riducono le immagini vengono utilizzate nei telescopi. Oggetti come galassie con dimensioni di milioni di anni luce “si adattano” a una pellicola o matrice CCD con dimensioni di diversi centimetri.

Gli specchi concavi vengono utilizzati anche come lenti nei telescopi. Le proprietà di uno specchio concavo sono per molti versi simili alle proprietà di una lente convergente, solo l'immagine viene creata non dietro lo specchio, ma davanti allo specchio (Fig. 2). È come un riflesso dell'immagine ricevuta dall'obiettivo.

I nostri occhi contengono anche una lente, una lente, che riduce gli oggetti che vediamo alle dimensioni della retina, di pochi millimetri (Fig. 3).

Per rendere l'immagine nitida, appositi muscoli modificano la lunghezza focale dell'obiettivo, aumentandola quando l'oggetto si avvicina e diminuendola quando si allontana. Si chiama la possibilità di modificare la lunghezza focale alloggio. Un occhio normale è in grado di mettere a fuoco le immagini di oggetti distanti più di 12 cm dall'occhio. Se i muscoli non sono in grado di ridurre la lunghezza focale della lente al valore richiesto, la persona non vede gli oggetti vicini, cioè soffre di ipermetropia. La situazione può essere corretta posizionando una lente convergente (occhiali) davanti all'occhio, il cui effetto equivale a ridurre la lunghezza focale della lente. Il difetto visivo opposto, la miopia, viene corretto utilizzando una lente divergente.

Dispositivi che forniscono ingrandimento visivo.

Utilizzando l'occhio possiamo solo stimare le dimensioni angolari di un oggetto (vedi § 16 Scienze Naturali 10). Ad esempio, possiamo coprire l'immagine della Luna con una capocchia di spillo, cioè le dimensioni angolari della Luna e della capocchia di spillo possono essere rese uguali. L'ingrandimento visivo può essere ottenuto avvicinando l'oggetto all'occhio o ingrandendolo in qualche modo alla stessa distanza dall'occhio (Fig. 4).

Cercando di guardare qualche piccolo oggetto, lo avviciniamo all'occhio. Tuttavia, con un approccio molto ravvicinato, il nostro obiettivo non può far fronte al suo lavoro; la lunghezza focale non può diminuire in modo da poter esaminare l'oggetto, ad esempio, da una distanza di 5 cm. La situazione può essere corretta allo stesso modo di ipermetropia, ponendo una lente convergente davanti all'occhio. Viene chiamata una lente utilizzata per questo scopo lente d'ingrandimento. La distanza dalla quale è conveniente per l'occhio normale vedere un piccolo oggetto è chiamata distanza migliore visione. Di solito questa distanza viene considerata pari a 25 cm. Se una lente d'ingrandimento consente di vedere un oggetto, ad esempio, da una distanza di 5 cm, si ottiene un ingrandimento visivo di 25/5 = 5 volte.

Come ottenere un ingrandimento visivo, ad esempio, della Luna? Utilizzando una lente, è necessario creare un'immagine ridotta della Luna, ma vicina all'occhio, e poi esaminare questa immagine attraverso una lente d'ingrandimento, che in questo caso si chiama oculare. Questo è esattamente il modo in cui funziona il tubo di Keplero (vedi § 16 Scienze Naturali 10).

L'ingrandimento visivo, ad esempio, di una cellula vegetale o animale si ottiene in modo diverso. L'obiettivo crea un'immagine ingrandita dell'oggetto vicino all'occhio, che viene visualizzato attraverso l'oculare. Questo è esattamente il modo in cui funziona un microscopio.

Lenti e sistemi di lenti sono utilizzati in molti dispositivi. Le lenti dei dispositivi consentono di ottenere immagini sia ingrandite che ridotte dell'oggetto. L'ingrandimento visivo si ottiene aumentando la dimensione angolare di un oggetto. Per fare ciò, utilizzare una lente d'ingrandimento o un oculare in un sistema con una lente.

1. · Su quali proprietà dei raggi si basa l'azione delle lenti?

2. * Basandosi sul metodo di costruzione di un'immagine in una lente convergente, spiegare perché quando cambia la distanza tra l'oggetto e l'occhio, la lunghezza focale della lente dovrebbe cambiare?

3. · Nel microscopio e nel tubo di Keplero l'immagine appare capovolta. Quale lente, obiettivo o oculare inverte l'immagine?

§ 29. Il principio di funzionamento degli occhiali.

(Lezione di laboratorio).

Gli occhi della scimmia sono diventati deboli con la vecchiaia,

Ma ha sentito dalla gente,

Che questo male non è una mano così grande,

Devi solo procurarti gli occhiali.

Cosa succede durante l’accomodamento oculare? Qual è la differenza tra occhi normali, miopi e ipermetropi? Come fa una lente a correggere un difetto visivo?

Lente. Lunghezza focale dell'obiettivo. L'occhio come sistema ottico. Strumenti ottici . (Gradi di fisica 7-9). Deficit visivo. (Biologia, scuola di base).

Obiettivo del lavoro: Utilizzando un programma multimediale, esplora il funzionamento del cristallino dell'occhio nella visione normale, miope e ipermetrope. Scopri come i difetti visivi vengono corretti utilizzando una lente.

Attrezzatura: Personal computer, disco multimediale (“Open Physics”).

Piano di lavoro: Eseguendo il compito in sequenza, esplorare le possibilità di accomodamento di un occhio normale, miope e presbite. Studiare l'accomodazione degli occhi miopi e ipermetropi in presenza di un cristallino davanti all'occhio. Seleziona una lente per l'occhio appropriato.

Sapete già che i difetti visivi come la miopia e l'ipermetropia sono associati all'incapacità, attraverso il lavoro dei muscoli oculari, di conferire al cristallino una curvatura ottimale. Con la miopia, la lente rimane troppo convessa, la sua curvatura è eccessiva e, di conseguenza, la lunghezza focale è troppo corta. Con la lungimiranza avviene il contrario.

Ricordiamo che invece della lunghezza focale, è possibile utilizzare un'altra lente per caratterizzare una lente. quantità fisica– potenza ottica. La potenza ottica si misura in diottrie ed è definita come il reciproco di lunghezza focale: D = 1/F(1 diottria = 1/1 m). Il potere ottico della lente divergente ha significato negativo. Il potere ottico dell'obiettivo è sempre positivo. Tuttavia, per un occhio miope il potere ottico della lente è troppo grande, mentre per un occhio presbite è troppo piccolo.

L'azione degli occhiali si basa sulla proprietà delle lenti, secondo la quale si sommano i poteri ottici di due lenti ravvicinate (tenendo conto del segno).

Esercizio 1. Esaminare il funzionamento di un occhio normale senza cristallino. Ti vengono offerte tre opzioni di sistemazione: normale - per la distanza di visione migliore, lontano - per una distanza infinitamente grande e automatica, in cui l'occhio regola la lente su una determinata distanza. Modificando la distanza dall'oggetto, osserva i momenti in cui l'occhio è messo a fuoco. Dov'è focalizzata l'immagine all'interno dell'occhio in questo caso? A cosa corrisponde la migliore distanza visiva in questo programma?

Compito 2. Esplora l'effetto di una lente d'ingrandimento. Impostare l'occhio normale sull'accomodamento normale. Posiziona davanti ai tuoi occhi una lente convergente con il massimo potere ottico possibile. Trova la distanza alla quale è focalizzato l'occhio. Utilizzando il materiale del paragrafo precedente, determina quante volte ingrandisce questa lente d'ingrandimento?

Compito 3. Ripeti l'attività 1 per gli occhi miopi e presbiti. Dove vengono messi a fuoco i raggi quando l'occhio non è a fuoco?

Compito 4. Scegli occhiali per occhi miopi e presbiti. Per fare ciò, impostare la sistemazione automatica degli occhi. Selezionare una lente in modo che l'occhio sia messo a fuoco quando la distanza cambia dalla distanza di visione migliore (25 cm) all'infinito. Quali sono i limiti dei poteri ottici delle lenti ai quali gli occhiali per gli “occhi” indicati nel programma possono svolgere con successo le loro funzioni?

Compito 5. Cerca di ottenere il risultato ottimale per occhi miopi e presbiti, quando con la lente selezionata l'occhio viene messo a fuoco a distanze dall'infinito al minimo possibile.

I raggi provenienti da oggetti distanti, dopo essere passati attraverso la lente di un occhio miope, vengono focalizzati davanti alla retina e l'immagine diventa sfocata. Per correggere questo problema sono necessari occhiali con lenti divergenti. I raggi degli oggetti vicini, dopo essere passati attraverso la lente di un occhio presbite, vengono focalizzati dietro la retina e l'immagine diventa sfocata. Per correggere questo problema sono necessari occhiali con lenti convergenti.

§ 25. Energia elettrica ed ecologia.

(Lezione-conferenza).

Mi è venuto in mente più di una volta che lavorare nell'edilizia idraulica è come una guerra. In guerra non devi sbadigliare, altrimenti verrai travolto, e qui devi lavorare continuamente: l'acqua ti viene addosso.

Quali sono i componenti principali e i principi di funzionamento di un moderno impianto di cogenerazione di calore ed elettricità (CHP)? Quali sono i componenti principali e il principio di funzionamento di una centrale idroelettrica (HPP)? Qual è l'impatto su situazione ambientale può provvedere alla costruzione di centrali termoelettriche e centrali idroelettriche?

Scopo della conferenza: Acquisisci familiarità con il funzionamento dei tipi più comuni di centrali elettriche, come ad es centrali termoelettriche e centrali idroelettriche. Comprendere quale impatto può avere sull’ambiente la costruzione di questo tipo di centrali elettriche.

Programma della conferenza:

1. Costruzione e gestione di una moderna centrale termoelettrica.

2. Costruzione e gestione di una moderna centrale idroelettrica.

3. Centrali elettriche ed ecologia.

Valutando il passato storico del nostro Paese, va riconosciuto che è stata la rapida svolta nel campo dell’energia elettrica a consentire appena possibile trasformare una potenza agricola in una industriale Paese sviluppato. Molti fiumi furono “conquistati” e costretti a fornire elettricità. Solo alla fine del XX secolo la nostra società ha iniziato ad analizzare a quale costo è stata raggiunta questa svolta, a quale costo? risorse umane, a scapito di eventuali cambiamenti nella natura. Ci sono sempre due facce di ogni medaglia, e persona istruita bisogna vedere e confrontare entrambe le parti.

Messaggio 1. Fabbrica di elettricità e calore.

Le centrali termoelettriche combinate sono uno dei produttori più comuni di elettricità. Il meccanismo principale di una centrale termoelettrica è una turbina a vapore che aziona un generatore di elettricità. La più opportuna è la realizzazione di una centrale termoelettrica in principali città, poiché il vapore scaricato dalla turbina entra nel sistema di riscaldamento della città e fornisce calore alle nostre case. Lo stesso vapore si riscalda acqua calda entrando nelle nostre case.

Messaggio 2. Come funziona una centrale idroelettrica?

Le centrali idroelettriche sono i più potenti produttori di elettricità. A differenza delle centrali termoelettriche, le centrali idroelettriche funzionano con risorse energetiche rinnovabili. Può sembrare che l’energia idroelettrica sia “data gratuitamente”. Tuttavia, le centrali idroelettriche sono molto costose strutture idrauliche. Il costo di costruzione di una centrale idroelettrica varia. Il rimborso più rapido avviene per le centrali elettriche costruite fiumi di montagna. La costruzione di centrali idroelettriche sui fiumi di pianura richiede, tra l'altro, di tenere conto dei cambiamenti del paesaggio e della sottrazione di aree piuttosto estese all'uso industriale e agricolo.

Messaggio 3. Centrali elettriche ed ecologia.

La società moderna richiede una grande quantità di elettricità. La produzione di un tale volume di energia elettrica è inevitabilmente associata alla trasformazione della natura che ci circonda. Ridurre al minimo le conseguenze negative è uno dei compiti che si pongono quando si progettano centrali elettriche. Ma prima di tutto è necessario comprendere l'impatto negativo dei potenti impianti di produzione di elettricità sulla natura.

Bruciando grandi quantità il carburante può, in particolare, provocare fenomeni quali le piogge acide, oltre all'inquinamento chimico. Sembrerebbe che le centrali idroelettriche, in cui non viene bruciato nulla, non dovrebbero avere un impatto negativo sulla natura. Tuttavia, la costruzione di centrali idroelettriche di pianura è sempre associata all'inondazione di vasti territori. Molte delle conseguenze ambientali di tali inondazioni, avvenute a metà del XX secolo, cominciano a farsi sentire solo ora. Bloccando i fiumi con dighe, interferiamo inevitabilmente con la vita degli abitanti dei bacini idrici, cosa che ha anche conseguenza negativa. Si ritiene, ad esempio, che tutta l'elettricità generata dalle centrali idroelettriche del Volga non valga le perdite associate alla diminuzione della cattura di storioni.

Fonti di informazione.

1. Enciclopedia per bambini.

2. Storia della scienza e della tecnologia di Kirillin. - M.: Scienza. 1994.

3. Conseguenze Vodopyanov del TNP. Minsk: Scienza e tecnologia, 1980.

5. Fonti energetiche non tradizionali - M: Conoscenza, 1982.

6., Aspetti Skalkin della protezione ambientale - L.: Gidrometeoizdat, 1982.

7. Nikitin - progresso tecnico, natura e uomo - M: Nauka 1977.

8. , Spielrain. Problemi e prospettive - M: Energia, 1981.

9. Fisica e progresso scientifico e tecnologico / Ed. , .- M: Educazione, 19888.

10.Energia e sicurezza ambiente/Ed. e altri - M.: Energia, 1979.

Le moderne centrali elettriche sono strutture ingegneristiche complesse. Sono necessari per l'esistenza società moderna. Tuttavia, la loro costruzione deve essere effettuata in modo tale da ridurre al minimo i danni alla natura.

Durante il funzionamento degli edifici si verificano inevitabilmente situazioni in cui è necessario cercare le posizioni di fili e cavi di cablaggio nascosto. Queste situazioni possono includere sostituzioni, riparazioni di guasti al cablaggio, la necessità di rinnovare o rimodellare i locali o la necessità di installare mobili o attrezzature sospese. Un rilevatore di cavi nascosto ti aiuta a trovare rapidamente i cavi senza distruggere i muri. Cos'è un dispositivo del genere e quali tipi di cercatori esistono?

Cablaggio nascosto

Con un metodo di installazione nascosto, rilevare il cablaggio sotto mattoni spessi o cemento non è un compito facile per una persona che incontra un problema del genere per la prima volta. Pertanto, grandi volumi di lavoro di ricerca vengono eseguiti da elettricisti qualificati.

Tuttavia, chiunque abbia una sufficiente conoscenza dell'elettricità può effettuare autonomamente ricerche e ulteriori riparazioni. Un dispositivo per trovare i cavi lo aiuterà. Fondamentalmente, è un rilevatore o dispositivo per localizzare cavi che non sono rilevabili visivamente. Utilizzare questo dispositivo non è affatto difficile, basta leggere attentamente le istruzioni per l'uso.

Principio di funzionamento

Il funzionamento dei dispositivi per la ricerca di cavi elettrici nascosti si basa sui seguenti principi:

Nel primo caso, il dispositivo reagirà alla struttura metallica del conduttore e segnalerà la presenza di metallo in uno dei modi previsti dalla progettazione del rilevatore (solitamente un allarme luminoso o sonoro, ma sono possibili opzioni con display a cristalli liquidi) .

Lo svantaggio di questo tipo di dispositivi è la precisione di rilevamento molto bassa. Il risultato dell'esame di un pannello di cemento armato, ad esempio, può essere molto distorto poiché il dispositivo, insieme ai fili, mostrerà anche la presenza di rinforzi e anelli di montaggio.

Nel secondo caso, un sensore integrato nel dispositivo determinerà la presenza di un conduttore attraverso il campo magnetico propagato. Il numero di “falsi positivi” sarà minimo, ma per ottenere risultati di ricerca positivi il cablaggio dovrà essere alimentato. E alcuni dispositivi saranno in grado di rilevare un campo magnetico solo se nella rete è presente anche un carico energetico sufficientemente elevato.

Ma cosa succede se il cablaggio è danneggiato e non scorre corrente, ad esempio quando si cerca una rottura del cavo? A questo scopo esistono dispositivi che hanno le proprietà di entrambi i tipi. Con il loro aiuto è facile identificare il cablaggio nel muro senza il timore di sbattere contro una barra d'armatura.

Panoramica dei modelli di rilevatori

Attualmente, i dispositivi più comuni per la ricerca di cavi nascosti nei muri sono diversi dispositivi di diversi produttori.

Picchio

E-121 o "Woodpecker" è un dispositivo economico che può, con una precisione sufficientemente elevata, determinare non solo la posizione dei cavi nascosti a una distanza massima di 7 cm dalla superficie delle pareti, ma anche trovare la posizione di un'interruzione a causa di danni meccanici al filo. Utilizzando questo tester, puoi testare completamente il cablaggio nel tuo appartamento se si verifica un malfunzionamento sconosciuto e inaspettato. Il paese di produzione del dispositivo è l'Ucraina.

MS-258A

Il tester MEET MS-258A è un dispositivo economico prodotto in Cina. Determina la presenza di metallo in una struttura secondo il produttore ad una distanza fino a 18 cm, funziona anche in presenza di un campo magnetico; Il risultato viene indicato in due modi: accendendo la spia e segnale sonoro. Il design ha un resistore variabile che consente di regolare la sensibilità del dispositivo. Lo svantaggio di questo modello è il risultato basso quando è necessario rilevare un cavo schermato o con pellicola.

BOSCH DMF

Il prossimo rilevatore zoom BOSCH DMF 10 è un buon dispositivo marchio famoso. Determina, a seconda delle impostazioni, la presenza di metallo, legno, plastica nascosti all'interno strutture edilizie. Il dispositivo è dotato di un display a cristalli liquidi multifunzionale che mostra il processo di configurazione e visualizza i risultati.

Scanner da parete

Il modello Wall Scanner 80 è un dispositivo simile nelle proprietà al suo predecessore nella recensione. Prodotto principalmente in Cina dalle imprese ADA. A seconda delle impostazioni, può essere utilizzato per trovare vari materiali nelle strutture edilizie. Il dispositivo è abbastanza compatto e leggero.

Microfono, ricevitore radio e termocamera

In assenza di un dispositivo per rilevare i cavi nascosti, la ricerca può essere effettuata in vari modi. in vari modi. Nella maggior parte dei casi, i rilevatori vengono sostituiti con dispositivi elettrici per altri scopi.

Come cercatore, puoi utilizzare con successo un normale microfono audio collegato a un amplificatore con un altoparlante (altoparlante). Quando il microfono si avvicina alla posizione prevista del cablaggio elettrico, dovrebbe produrre un suono di sottofondo crescente. E più il microfono è vicino al cablaggio, più forte e forte dovrebbe essere il suono. Ovviamente questo metodo di ricerca funziona quando è presente tensione nel cablaggio nascosto. Il dispositivo non rileverà il cablaggio diseccitato.

Invece del microfono, per la ricerca è possibile utilizzare una radio portatile con controllo della frequenza. Dopo averlo sintonizzato su una frequenza di circa 100 kHz, è necessario esaminare la posizione della presunta posizione dei cavi con movimenti fluidi lungo il muro. Quando il ricevitore radio si avvicina a un conduttore nascosto nel muro, l'altoparlante del dispositivo dovrebbe emettere un suono crepitante e sibilante crescente, una conseguenza dell'interferenza creata dalla corrente elettrica.

Vale la pena prestare attenzione alla possibilità di utilizzare un dispositivo come una termocamera per cercare cablaggi nascosti e presenza di guasti. Mostrerà in modo rapido e accurato non solo la presenza e la posizione dei cavi nelle pareti, ma anche le posizioni delle interruzioni o dei cortocircuiti. Il suo utilizzo si basa sulla proprietà di un conduttore di emettere una certa quantità di calore quando passa una corrente elettrica.

I conduttori diseccitati con un'interruzione appariranno freddi sullo schermo della termocamera e, in caso di cortocircuito, al contrario, si illumineranno molto intensamente.

Applicazione dello schema

Nel caso in cui nessuno dei rilevatori sia a portata di mano, è possibile determinare la posizione del cablaggio nascosto assolutamente senza strumenti. Per fare ciò, è sufficiente sapere che secondo le regole stabilite, fili e cavi sono posati rigorosamente in verticale o in orizzontale nelle pareti. Lungo i soffitti corrono in linea retta i cavi che collegano gli apparecchi di illuminazione a scatole di distribuzione o interruttori, paralleli alle pareti della stanza e posizionati nei vuoti dei pavimenti o in tubi dietro la struttura controsoffitti. Tutti i collegamenti dei cavi vengono effettuati in scatole di giunzione.

In che modo questa conoscenza ti aiuta nella tua ricerca? È possibile disegnare uno schema del cablaggio nascosto esistente o una sezione di esso su pareti e soffitti, quindi utilizzare questo schema in futuro senza disporre di dispositivi costosi. Per prima cosa devi tracciare linee rette verticalmente verso l'alto da prese e interruttori. Le scatole di distribuzione dovrebbero essere posizionate sulla parete, ad un'altezza di 150-250 mm dal soffitto.

Puoi determinare la loro posizione toccando i muri. In base al suono modificato, le scatole vengono contrassegnate e collegate con linee rette, che indicheranno la posizione dei cavi. Il collegamento delle scatole e del quadro di distribuzione avviene anche lungo linee rettilinee verticali o orizzontali. Naturalmente, tutte queste regole sono valide per i cablaggi nascosti e si consiglia di utilizzarle solo durante la ricerca delle posizioni dei guasti a causa della precisione molto bassa della determinazione. In caso di cablaggio aperto, ovviamente, si può fare a meno del dispositivo e delle intercettazioni.

Come trovare una scogliera

Per prima cosa è necessario determinare il luogo in cui si suppone si sia verificata l'interruzione o il cortocircuito. L'algoritmo di ricerca è semplice.

Se non c'è tensione nelle singole prese o lampade all'interno di un gruppo, significa che c'è un'interruzione in una delle sezioni del cavo. Qui è necessario tagliare le prese non funzionanti con una linea mentale. Verrà immediatamente rilevata una scatola di distribuzione, dopodiché non c'è corrente nei conduttori. Non resta che verificare la presenza di tensione in questa scatola di giunzione utilizzando un dispositivo noto come un cacciavite indicatore o un multimetro. Se non c'è tensione è necessario cercare un'interruzione nella zona che precede questo nodo sul lato del centralino.

Se non c'è tensione nell'intero gruppo e l'interruttore automatico che lo protegge viene attivato, con un'alta probabilità si è verificato un cortocircuito in una delle sezioni del cablaggio elettrico. Può essere diagnosticato misurando la resistenza di ciascuna sezione, scollegandola dalla scatola e rimuovendo tutto il carico da essa.

Per ottenere un risultato accurato, ogni sezione deve essere testata. Viene rilevato un cortocircuito in cui la resistenza è zero. È possibile utilizzare un normale tester per questi scopi.

È possibile ricercare la posizione del cortocircuito scollegando in sequenza le sezioni nelle scatole, iniziando dal lato del circuito più lontano dal quadro di distribuzione. Dopo aver scollegato ogni singola sezione è necessario verificare la funzionalità del circuito applicando tensione fino a quando l'interruttore smette di spegnersi. Questo metodo di ricerca deve essere utilizzato con la massima attenzione per proteggere se stessi e gli altri lavoratori dalle scosse elettriche.

Va notato che i metodi sopra descritti per la ricerca di cavi nascosti diventano irrilevanti se è presente un passaporto tecnico, che riflette tutte le informazioni sulla posizione dei cavi elettrici nella stanza. Se non è disponibile il certificato tecnico, si consiglia vivamente di redigere uno schema dopo aver scoperto il cablaggio e averlo sostituito, per evitare lavori ad alta intensità di manodopera in futuro.

Qual è l'effetto di un campo magnetico su un conduttore percorso da corrente?

Un campo magnetico agisce con una certa forza su qualsiasi conduttore percorso da corrente situato in questo campo.

1. Come dimostrare che un campo magnetico agisce su un conduttore percorso da corrente situato in questo campo?

È necessario sospendere il conduttore su fili flessibili collegati alla sorgente di corrente.
Quando questo conduttore con corrente viene posizionato tra i poli di un magnete permanente a forma di arco, inizierà a muoversi.
Ciò dimostra che un campo magnetico agisce su un conduttore percorso da corrente.

2. Cosa determina la direzione del movimento di un conduttore che trasporta corrente in un campo magnetico?

La direzione del movimento di un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico dipende dalla direzione della corrente nel conduttore e dalla posizione dei poli magnetici.

3. Quale dispositivo può essere utilizzato per ruotare un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico?

Il dispositivo, che può essere utilizzato per ruotare un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico, è costituito da un telaio rettangolare montato su un asse verticale.
Sul telaio è posato un avvolgimento costituito da diverse dozzine di spire di filo rivestito di isolamento.
Poiché la corrente nel circuito è diretta dal polo positivo della sorgente al negativo, nelle parti opposte del telaio la corrente ha la direzione opposta.
Pertanto, le forze del campo magnetico agiranno anche su questi lati del telaio in direzioni opposte.
Di conseguenza, la cornice inizierà a ruotare.

4. Quale dispositivo nel telaio viene utilizzato per cambiare la direzione della corrente ogni mezzo giro?

Il telaio con l'avvolgimento è collegato circuito elettrico attraverso semianelli e spazzole, permettendo di cambiare la direzione della corrente nell'avvolgimento ogni mezzo giro:
- un'estremità dell'avvolgimento è collegata a un semianello metallico, l'altra all'altro;
- i semianelli ruotano in posizione con il telaio;
- ciascun semianello è premuto contro un piatto portaspazzole metallico e scorre su di esso quando viene ruotato;
- una spazzola è sempre collegata al polo positivo della sorgente e l'altra al negativo;
- quando si gira il telaio, i semianelli gireranno con esso e ciascuno premerà contro un'altra spazzola;
- di conseguenza, la corrente nel telaio cambierà direzione nella direzione opposta;
In questo modello, il telaio ruota continuamente in una direzione.

5. Come funziona un motore elettrico tecnico?

La rotazione di una bobina con corrente in un campo magnetico viene utilizzata nella progettazione di un motore elettrico.
Nei motori elettrici l'avvolgimento è costituito da un gran numero di spire di filo.
Sono posizionati nelle fessure sulla superficie laterale del cilindro di ferro.
Questo cilindro è necessario per migliorare il campo magnetico.
Il cilindro con l'avvolgimento è chiamato armatura del motore.
Il campo magnetico in cui ruota l'armatura di tale motore è creato da un potente elettromagnete.
L'elettromagnete e l'avvolgimento dell'indotto sono alimentati dalla stessa sorgente di corrente.
L'albero motore (l'asse del cilindro di ferro) trasmette la rotazione al carico utile.