Instrumenti vides kvalitātes mērīšanai. Kā pētīt atmosfēru: apraksts, izpētes metodes un metodes

Planēta Zeme ir ietīta atmosfērā kā neredzama sega. Šis apvalks aizsargā Zemi, kā arī visus tās iedzīvotājus no kosmosa apdraudējumiem. Var arī apgalvot, ka dzīvība uz Zemes ir iespējama tikai atmosfēras pastāvēšanas dēļ.

Cilvēce jau sen ir bijusi ieinteresēta pētīt planētas gaisa apvalku, taču instrumenti atmosfēras rādītāju mērīšanai parādījās salīdzinoši nesen - tikai pirms četriem gadsimtiem. Kādi ir veidi, kā izpētīt Zemes gaisa apvalku? Apskatīsim tos tuvāk.

Atmosfēras izpēte

Katrs cilvēks paļaujas uz laika prognozēm no plašsaziņas līdzekļiem. Bet, pirms šī informācija kļūst zināma sabiedrībai, tā ir jāapkopo, izmantojot dažādus dažādas metodes. Tiem, kurus interesē, kā tiek pētīta atmosfēra, būs svarīgi zināt: galvenie tās izpētes instrumenti, kas tika izgudroti 16. gadsimtā, ir vējrādītājs, termometrs, barometrs.

Tagad viņš pēta Zemes gaisa apvalku Papildus Krievijai tajā ietilpst arī daudzas citas valstis. Tā kā viņi ar palīdzību pēta atmosfēru mūsu laikā īpašs aprīkojums, WMO darbinieki ir izstrādājuši īpašas programmas datu vākšanai un apstrādei. Šim nolūkam tiek izmantotas vismodernākās tehnoloģijas.

Termometri

Temperatūra joprojām tiek mērīta, izmantojot termometrus. Grādi tiek mērīti pēc Celsija. Šī sistēma pamatojoties uz fizikālās īpašībasūdens. Pie nulle grādiem pēc Celsija tas kļūst cietā stāvoklī, pie 100 - gāzveida.

Šī sistēma ir nosaukta zinātnieka no Zviedrijas vārdā. Viņš ierosināja mērīt temperatūru, izmantojot šo metodi 1742. gadā. Neskatoties uz tehnoloģiju attīstību, daudzās vietās joprojām tiek izmantoti dzīvsudraba termometri.

Nokrišņu mērītājs

Informācija par to, kā tiek pētīta atmosfēra, būs interesanta gan skolēniem, gan pieaugušajiem. Piemēram, interesanti ir zināt, ka nokrišņu daudzumu meteorologi mēra, izmantojot lietus mērītāju. Šī ir ierīce, ar kuru var izmērīt gan šķidro, gan cieto nokrišņu daudzumu.

Šī atmosfēras izpētes metode parādījās pagājušā gadsimta 70. gados. Lietus mērītājs sastāv no kausa, kas ir uzstādīts uz staba un ko ieskauj vēja aizsargs. Ierīce ir novietota uz līdzenām vietām, optimāla uzstādīšanas iespēja ir vietā, ko ieskauj mājas vai koki. Ja 12 stundu laikā nokrišņu daudzums pārsniedz 49 mm, lietus uzskatāms par stipru. Sniegam šis termins tiek piemērots, ja tajā pašā laika periodā nokrīt 19 mm.

Vēja ātruma un virziena mērīšana

Lai mērītu vēja ātrumu, tiek izmantota ierīce, ko sauc par anemometru. To izmanto arī, lai pētītu virzītu gaisa plūsmu ātrumu.

Gaisa ātrums ir viens no svarīgākajiem rādītājiem atmosfēra. Vēja ātruma un virziena mērīšanai tiek izmantoti speciāli ultraskaņas sensori (anemormbometri). Blakus anemometram parasti tiek uzstādīts vējrādītājs. Tāpat pie lidlaukiem, tiltiem un citās vietās, kur stiprs vējš var radīt briesmas, parasti tiek uzstādīti speciāli konusa formas maisi no svītraina auduma.

Barometri

Apskatījām, ar kādiem instrumentiem un kā pētīt atmosfēru. Taču visu tā izpētes metožu apskats būtu nepilnīgs, neminot barometru – īpašu ierīci, ar kuru var noteikt atmosfēras spiediena stiprumu.

Barometra ideju ierosināja Galileo, lai gan to realizēja viņa skolnieks E. Toričelli, kurš pirmais pierādīja atmosfēras spiediena faktu. Barometri, kas mēra spiedienu atmosfēras kolonna, ļauj izveidot laika prognozi. Turklāt šīs ierīces tiek izmantotas arī kā altimetrs, jo gaisa spiediens atmosfērā ir atkarīgs no augstuma.

Kāpēc gaiss spiež uz Zemes virsmu? Gaisa molekulas, tāpat kā visus citus materiālos ķermeņus, pievelk mūsu planētas virsmai ar gravitācijas spēku. To, ka gaisam ir svars, pierādīja Galileo, un šo spiedienu izgudroja E. Toričelli.

Profesijas, kas pēta atmosfēru

Zemes gaisa apvalka izpēti galvenokārt veic divu profesiju pārstāvji - sinoptiķi un meteorologi. Kāda ir atšķirība starp šīm divām profesijām?

Meteorologi piedalās dažādās ekspedīcijās. Viņu darbs bieži notiek polārajās stacijās, augstu kalnu plato, kā arī lidlaukos un okeāna laineros. Meteorologs ne uz minūti nevar novērst uzmanību no saviem novērojumiem. Lai cik nenozīmīgas šķistu svārstības, viņam tās jāieraksta īpašā žurnālā.

Sinoptiķi atšķiras no meteorologiem ar to, ka viņi prognozē laikapstākļus, analizējot fizioloģiskos procesus. Starp citu, termins “prognozētājs” nāk no sengrieķu valodas un tiek tulkots kā “novērotājs uz vietas”.

Kas pēta atmosfēru?

Lai sagatavotu laika prognozi, ir jāizmanto informācija, kas savākta no vairākiem planētas punktiem vienlaicīgi. Tiek pētīta gaisa temperatūra atmosfēras spiediens, kā arī vēja ātrumu un stiprumu. Zinātni, kas pēta atmosfēru, sauc par meteoroloģiju. Tas pārbauda struktūru un visus procesus, kas notiek atmosfērā. Visā Zemē ir īpaši meteoroloģiskie centri.

Skolēniem bieži nepieciešama informācija par atmosfēru, meteoroloģiju un meteorologiem. Visbiežāk viņiem šis jautājums ir jāizpēta 6. klasē. Kā tiek pētīta atmosfēra, un kādi speciālisti ir iesaistīti datu vākšanā un apstrādē par izmaiņām tajā?

Atmosfēru pēta meteorologi, klimatologi un aerologi. Pēdējās profesijas pārstāvji pēta dažādus atmosfēras rādītājus. Jūras meteorologi ir speciālisti, kas novēro gaisa masu uzvedību virs pasaules okeāna. Atmosfēras zinātnieki sniedz informāciju par atmosfēru jūras transportam.

Šie dati ir nepieciešami arī lauksaimniecības uzņēmumiem. Ir arī tāda atmosfēras zinātnes nozare kā radiometeoroloģija. Un pēdējās desmitgadēs ir attīstījies cits virziens – satelītmeteoroloģija.

Kāpēc nepieciešama meteoroloģija?

Lai tiktu sastādīta pareiza laika prognoze, informācija ne tikai jāievāc no dažādi stūri globuss, bet arī pareizi apstrādāts. Kā vairāk informācijas meteorologam (vai citam pētniekam) ir, jo precīzāks būs viņa darba rezultāts. Šobrīd visi dati tiek apstrādāti, izmantojot datortehnoloģijas. Meteoroloģiskā informācija tiek glabāta ne tikai datorā, bet arī tiek izmantota laikapstākļu prognožu veidošanai tuvākajai nākotnei.

Mēs zinām, ka vadītāji, kas nes strāvu, mijiedarbojas viens ar otru ar zināmu spēku (§ 37). Tas izskaidrojams ar to, ka katru strāvu nesošo vadītāju ietekmē otra vadītāja strāvas magnētiskais lauks.

Vispār magnētiskais lauks ar zināmu spēku iedarbojas uz jebkuru strāvu nesošo vadītāju, kas atrodas šajā laukā.

117. attēlā a ir parādīts vadītājs AB, kas piekārts uz elastīgiem vadiem, kas ir savienoti ar strāvas avotu. Vadītājs AB atrodas starp lokveida magnēta poliem, t.i., atrodas magnētiskajā laukā. Kad elektriskā ķēde ir aizvērta, vadītājs sāk kustēties (117. att., b).

Rīsi. 117.Darbība magnētiskais lauks uz strāvu nesošu vadītāju

Vadītāja kustības virziens ir atkarīgs no strāvas virziena tajā un no magnēta polu atrašanās vietas. Šajā gadījumā strāva tiek virzīta no A uz B, un vadītājs novirzās pa kreisi. Kad strāvas virziens ir mainīts, vadītājs pārvietosies pa labi. Tādā pašā veidā vadītājs mainīs kustības virzienu, mainoties magnēta polu atrašanās vietai.

Strāvu nesoša vadītāja rotācijai magnētiskajā laukā ir praktiska nozīme.

118. attēlā parādīta ierīce, ar kuru var demonstrēt šādu kustību. Šajā ierīcē uz vertikālās ass ir uzstādīts viegls taisnstūra ABCD rāmis. Uz rāmja ir uzlikts tinums, kas sastāv no vairākiem desmitiem stieples apgriezienu, kas pārklāts ar izolāciju. Tinuma galus savieno ar metāla pusgredzeniem 2: viens tinuma gals ir savienots ar vienu pusgredzenu, otrs ar otru.

Rīsi. 118. Rāmja griešanās ar strāvu magnētiskajā laukā

Katrs pusgredzens ir piespiests pret metāla plāksni - birste 1. Birstes kalpo strāvas padevei no avota uz rāmi. Viena suka vienmēr ir savienota ar avota pozitīvo polu, bet otra - ar negatīvo polu.

Mēs zinām, ka strāva ķēdē tiek virzīta no avota pozitīvā pola uz negatīvo, tāpēc rāmja daļās AB un DC tai ir pretējā virzienā, tāpēc šīs vadītāja daļas pārvietosies pretējos virzienos un rāmis griezīsies. Kad rāmis tiek pagriezts, tā galos piestiprinātie pusgredzeni griezīsies līdzi un katrs spiedīsies pret otru otu, līdz ar to strāva rāmī mainīs virzienu uz pretējo. Tas ir nepieciešams, lai rāmis turpinātu griezties tajā pašā virzienā.

Ierīcē tiek izmantota spoles rotācija ar strāvu magnētiskajā laukā elektromotors.

Tehniskajos elektromotoros tinumu veido liels skaits stieples pagriezieni. Šie pagriezieni ir ievietoti rievās (spraugās), kas izveidotas gar dzelzs cilindra sānu virsmu. Šis cilindrs ir nepieciešams, lai uzlabotu magnētisko lauku. 119. attēlā parādīta šādas ierīces diagramma, to sauc dzinēja enkurs. Diagrammā (tas ir parādīts perpendikulārā griezumā) stieples pagriezieni ir parādīti apļos.

Rīsi. 119. Dzinēja armatūras diagramma

Magnētisko lauku, kurā griežas šāda motora armatūra, rada spēcīgs elektromagnēts. Elektromagnētam tiek piegādāta strāva no tā paša strāvas avota kā armatūras tinums. Motora vārpsta, kas iet gar dzelzs cilindra centrālo asi, ir savienota ar ierīci, kuru motors darbina, lai tā grieztos.

Līdzstrāvas motori ir atraduši īpaši plašu pielietojumu transportā (elektriskās lokomotīves, tramvaji, trolejbusi).

Ir speciāli nedzirksteļojoši elektromotori, kurus izmanto sūkņos eļļas izsūknēšanai no akām.

Rūpniecībā tiek izmantoti maiņstrāvas motori (kurus mācīsies vidusskolā).

Elektromotoriem ir vairākas priekšrocības. Ar tādu pašu jaudu tie ir mazāki par siltuma dzinēji. Darbības laikā tie neizdala gāzes, dūmus vai tvaikus, kas nozīmē, ka tie nepiesārņo gaisu. Viņiem nav nepieciešama degvielas un ūdens piegāde. Elektromotorus var uzstādīt ērtā vietā: uz mašīnas, zem tramvaja grīdas, uz elektriskās lokomotīves ratiņiem. Ir iespējams izgatavot jebkuras jaudas elektromotoru: no dažiem vatiem (elektriskajos skuvejos) līdz simtiem un tūkstošiem kilovatu (ekskavatoros, velmētavās, kuģos).

Koeficients noderīga darbība jaudīgie elektromotori sasniedz 98%. Nevienam citam dzinējam nav tik augsta efektivitāte.

Jakobijs Boriss Semjonovičs (1801-1874)
Krievu fiziķis. Viņš kļuva slavens ar galvanizācijas atklājumu. Viņš uzbūvēja pirmo elektromotoru un telegrāfa iekārtu, kas drukāja burtus.

Vienu no pasaulē pirmajiem praktiskai lietošanai piemērotiem elektromotoriem 1834. gadā izgudroja krievu zinātnieks Boriss Semjonovičs Jakobijs.

Jautājumi

Kā parādīt, ka magnētiskais lauks iedarbojas uz strāvu nesošo vadītāju, kas atrodas šajā laukā?
Izmantojot 117. attēlu, paskaidrojiet, kas nosaka magnētiskajā laukā strāvu nesoša vadītāja kustības virzienu.
Ar kādu ierīci var pagriezt strāvu nesošo vadītāju magnētiskajā laukā? Kāda ierīce kadrā tiek izmantota, lai mainītu strāvas virzienu ik pēc pusapgrieziena?
Aprakstiet tehniskā elektromotora uzbūvi.
Kur tie tiek izmantoti? elektromotori? Kādas ir to priekšrocības salīdzinājumā ar termiskajām?
Kurš un kad izgudroja pirmo elektromotoru, kas piemērots praktiskai lietošanai?

Vingrinājums

Viļņiem metra un decimetra diapazonā jonosfēra ir caurspīdīga. Saziņa uz šiem viļņiem tiek veikta tikai redzamības attālumā. Šī iemesla dēļ raidošās televīzijas antenas tiek novietotas uz augstiem televīzijas torņiem, un televīzijas apraidei lielos attālumos ir nepieciešams uzbūvēt releju stacijas, saņemot un pēc tam pārraidot signālu.

Un tomēr šobrīd tālsatiksmes radiosakariem tiek izmantoti viļņi, kuru garums ir mazāks par metru. Talkā nāk mākslīgie Zemes pavadoņi. Ģeostacionārā orbītā tiek novietoti radiosakariem izmantojamie satelīti, kuru apgriezienu periods sakrīt ar Zemes apgriezienu periodu ap savu asi (apmēram 24 stundas). Rezultātā satelīts griežas kopā ar Zemi un tādējādi virzās virs noteikta Zemes punkta, kas atrodas pie ekvatora. Ģeostacionārās orbītas rādiuss ir aptuveni 40 000 km. Šāds satelīts saņem signālu no Zemes un pēc tam pārraida to atpakaļ. Satelīttelevīzija jau ir kļuvusi diezgan izplatīta jebkurā pilsētā, jūs varat redzēt "šķīvjus" - antenas satelīta signāla uztveršanai. Tomēr papildus televīzijas signāliem caur satelītiem tiek pārraidīti arī daudzi citi signāli, jo īpaši interneta signāli, kā arī notiek saziņa ar kuģiem, kas atrodas jūrās un okeānos. Šis savienojums izrādās uzticamāks nekā īsviļņu komunikācija. Radioviļņu izplatīšanās pazīmes ir ilustrētas 3. att.

Visi radioviļņi ir sadalīti vairākos diapazonos atkarībā no to garuma. Joslu nosaukumi, radioviļņu izplatīšanās īpašības un viļņu raksturīgās izmantošanas jomas doti tabulā.

Radioviļņu joslas
Viļņu diapazons	Viļņu garumi	Izklājuma īpašības	Lietošana
		Tie noliecas ap Zemes virsmu un šķēršļiem (kalniem, ēkām)	Apraide
		Apraide, radio sakari
Īss		Taisna izplatīšanās, atstarota no jonosfēras.
Ultra īss	1–10 m (metrs)	Taisnas līnijas izplatīšanās, kas iet caur jonosfēru.	Radio apraide, televīzijas apraide, radio sakari, radars.
1–10 dm (decimetrs)
1–10 cm (centimetrs)
1–10 mm (mm)

Radioviļņu ģenerēšana notiek lādētu daļiņu kustības rezultātā ar paātrinājumu. Šīs frekvences vilnis tiek ģenerēts plkst oscilējoša kustība lādētas daļiņas ar šo frekvenci. Kad brīvi uzlādētas daļiņas tiek pakļautas radioviļņiem, parādās maiņstrāva, kuras frekvence ir tāda pati kā viļņa frekvence. Šo strāvu var noteikt uztverošā ierīce. Dažādu diapazonu radioviļņi Zemes virsmas tuvumā izplatās atšķirīgi.

1. · Kāda frekvence atbilst īsākajiem un garākajiem radioviļņiem?

2. * Izvirziet hipotēzi par to, kas var noteikt jonosfēras atstaroto radioviļņu garuma robežu.

3. · Kādus viļņu diapazonus, kas pie mums nāk no kosmosa, mēs varam uztvert ar uztvērējiem uz zemes?

§26. Radioviļņu izmantošana.

(Nodarbība-lekcija).

Lūk, radio ir, bet laimes nav.

I. Ilfs, E. Petrovs

Kā informāciju var pārraidīt, izmantojot radioviļņus? Kāds ir pamats informācijas pārraidei, izmantojot mākslīgos Zemes pavadoņus? Kādi ir radara darbības principi un kādas iespējas radars nodrošina?

Radio sakari. Radars. Viļņu modulācija.

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Aleksandrs Stepanovičs Popovs (1859 - 1906) - slavens krievu fiziķis, radio izgudrotājs. Pirmie eksperimenti tika veikti praktisks pielietojums radio viļņi 1986. gadā viņš demonstrēja pirmo radiotelegrāfu.

Uzlabotas radio raidītāju un radio uztvērēju konstrukcijas izstrādāja itālis Markoni, kuram 1921. gadā izdevās izveidot regulārus sakarus starp Eiropu un Ameriku.

Viļņu modulācijas principi.

Galvenais radioviļņiem uzticētais uzdevums ir kādas informācijas pārraide no attāluma. Noteikta garuma monohromatiskais radiovilnis ir elektromagnētiskā lauka sinusoidālas svārstības, un tas nenes nekādu informāciju. Lai šāds vilnis nestu informāciju, tas ir kaut kādā veidā jāmaina vai, zinātniski runājot, modulēt(no latīņu valodas modulatio — dimensija, dimensija). Vienkāršākais radioviļņu modulācija izmantoja pirmajos radiotelegrāfos, kuriem tika izmantota Morzes ābece. Izmantojot atslēgu, radio raidītāji tika ieslēgti uz ilgāku vai īsāku laiku. Garās atstarpes atbilda zīmei “domuzīme”, bet īsās atstarpes – zīmei “punkts”. Katrs alfabēta burts bija saistīts ar noteiktu punktu un domuzīmju kopu, kas nāca ar noteiktu intervālu. Attēlā 1. attēlā parādīts viļņa svārstību grafiks, kas pārraida signālu “domuzīme-punkts-punkts-domuzīme”. (Ņemiet vērā, ka reālā signālā viens punkts vai domuzīme ievērojami iederas lielāks skaits svārstības).

Protams, ar šādu signālu nebija iespējams pārraidīt balsi vai mūziku, tāpēc vēlāk viņi sāka izmantot citu modulāciju. Kā jūs zināt, skaņa ir spiediena vilnis. Piemēram, tīra skaņa, kas atbilst pirmās oktāvas notij A, atbilst vilnim, kura spiediens mainās atbilstoši sinusoidālajam likumam ar frekvenci 440 Hz. Izmantojot ierīci - mikrofonu (no grieķu mikros - mazs, tālrunis - skaņa), spiediena svārstības var pārvērst elektriskajā signālā, kas ir sprieguma izmaiņas ar tādu pašu frekvenci. Šīs svārstības var tikt uzklātas uz radioviļņu svārstībām. Viena no šīm modulācijas metodēm ir parādīta attēlā. 2. Elektriskajiem signāliem, kas atbilst runai, mūzikai un arī attēliem, ir vairāk sarežģīts izskats, tomēr modulācijas būtība paliek nemainīga - radioviļņa amplitūdas apvalks atkārto informācijas signāla formu.

Vēlāk tika izstrādātas dažādas citas modulācijas metodes, kurās mainās ne tikai viļņa amplitūda, kā 1. un 2. attēlā, bet arī frekvence, kas ļāva pārraidīt, piemēram, sarežģītu televīzijas signālu, informācijas nesējs par attēlu.

Šobrīd ir tendence atgriezties pie sākotnējiem “punktiem” un “domuzīmēm”. Fakts ir tāds, ka jebkuru audio un video informāciju var kodēt kā ciparu secību. Tieši šāds kodēšanas veids tiek veikts mūsdienu datoros. Piemēram, attēls datora ekrānā sastāv no daudziem punktiem, no kuriem katrs spīd citā krāsā. Katra krāsa ir kodēta ar noteiktu skaitli, un tādējādi visu attēlu var attēlot kā ciparu secību, kas atbilst punktiem ekrānā. Datorā visi skaitļi tiek saglabāti un apstrādāti binārajā vienību sistēmā, tas ir, tiek izmantoti divi cipari 0 un 1 Acīmredzot šie skaitļi ir līdzīgi Morzes koda punktiem un domuzīmēm. Digitālā formātā kodētiem signāliem ir daudz priekšrocību – tie ir mazāk pakļauti kropļojumiem radio pārraides laikā un tos viegli apstrādā mūsdienu elektroniskās ierīces. Tāpēc mūsdienu mobilie tālruņi, kā arī attēlu pārraide, izmantojot satelītus, izmanto digitālo formātu.

Lielākā daļa no jums droši vien ir noregulējuši radio vai televizoru uz kādu programmu, daži no jums ir izmantojuši mobilā tālruņa savienojumu. Mūsu ētera viļņi ir piepildīti ar visdažādākajiem radio signāliem, un to skaits nepārtraukti pieaug. Vai tur nav "saspiesti"? Vai vispār ir kādi ierobežojumi vienlaicīgi strādājošo radio un televīzijas raidītāju skaitam?

Izrādās, ka pastāv ierobežojumi vienlaicīgi strādājošo raidītāju skaitam. Fakts ir tāds, ka tad, kad elektromagnētiskais vilnis nes jebkādu informāciju, to modulē noteikts signāls. Šādu modulētu vilni vairs nevar saistīt ar stingri noteiktu frekvenci vai garumu. Piemēram, ja vilnis A 2. attēlā ir frekvence w, kas atrodas radioviļņu diapazonā, un signālu b ir frekvence W, kas atrodas skaņas viļņu diapazonā (no 20 Hz līdz 20 kHz), tad modulētais vilnis V faktiski attēlo trīs radioviļņus ar frekvencēm w-W, w Un w+W. Jo vairāk informācijas vilnis satur, jo lielāku frekvenču diapazonu tas aizņem. Pārraidot skaņu, pietiek ar aptuveni 16 kHz diapazonu, televīzijas signāls jau aizņem aptuveni 8 MHz diapazonu, tas ir, 500 reižu vairāk. Tāpēc televīzijas signāla pārraide ir iespējama tikai ultraīso (metru un decimetru) viļņu diapazonā.

Ja divu raidītāju signālu joslas pārklājas, tad šo raidītāju viļņi traucē. Traucējumi izraisa traucējumus uztverot viļņus. Lai pārraidītie signāli neietekmētu viens otru, tas ir, lai pārraidītā informācija netiktu izkropļota, radiostaciju aizņemtās joslas nedrīkst pārklāties. Tas ierobežo radio raidīšanas ierīču skaitu, kas darbojas katrā diapazonā.

Radioviļņus var izmantot pārraidīšanai dažāda informācija(skaņa, attēls, datora informācija), kam nepieciešams modulēt viļņus. Modulēts vilnis aizņem noteiktu frekvenču joslu. Lai novērstu dažādu raidītāju viļņu traucējumus, to frekvencēm ir jāatšķiras par vērtību, kas ir lielāka par frekvenču joslu.

Radara darbības principi.

Vēl viens svarīgs radioviļņu pielietojums ir radars, kura pamatā ir radioviļņu spēja atstaroties no dažādiem objektiem. Radars ļauj noteikt objekta atrašanās vietu un tā ātrumu. Radaram tiek izmantoti decimetru un centimetru diapazonu viļņi. Šādas izvēles iemesls ir ļoti vienkāršs: garāki viļņi difrakcijas fenomena dēļ liecas ap objektiem (lidmašīnām, kuģiem, automašīnām), praktiski neatspoguļojot no tiem. Principā radaru problēmas var atrisināt, izmantojot elektromagnētiskos viļņus redzamajā spektra diapazonā, tas ir, vizuāli novērojot objektu. Tomēr redzamo starojumu aizkavē atmosfēras komponenti, piemēram, mākoņi, migla, putekļi un dūmi. Radioviļņiem šie objekti ir pilnīgi caurspīdīgi, kas ļauj izmantot radaru jebkuros laika apstākļos.

Lai noteiktu atrašanās vietu, jums ir jānosaka virziens uz objektu un attālums līdz tam. Attāluma noteikšanas problēma tiek atrisināta vienkārši. Radioviļņi pārvietojas ar gaismas ātrumu, tāpēc vilnis sasniedz objektu un atgriežas laikā, kas vienāds ar divreiz lielāku attālumu līdz objektam, kas dalīts ar gaismas ātrumu. Raidītāja ierīce sūta radio impulsu objekta virzienā, un uztverošā ierīce, izmantojot to pašu antenu, uztver šo impulsu. Laiks starp radio impulsa pārraidi un uztveršanu tiek automātiski pārveidots attālumā.

Lai noteiktu virzienu uz objektu, tiek izmantotas ļoti virziena antenas. Šādas antenas veido vilni šaura stara formā, tā ka objekts šajā starā iekrīt tikai noteiktā antenas vietā (darbība ir līdzīga lukturīša staram). Radara procesa laikā antena tiek “pagriezta” tā, lai viļņu stars skenē lielu telpas laukumu. Vārds “griežas” likts pēdiņās, jo mūsdienu antenās nenotiek mehāniska antenas rotācijas virziens elektroniski. Radara darbības princips ir parādīts attēlā. 3.

Radars ļauj iestatīt attālumu līdz objektam, virzienu uz objektu un objekta ātrumu. Tā kā radioviļņi spēj brīvi pārvietoties pa mākoņiem un miglu, radara tehniku var izmantot jebkuros laika apstākļos.

1. ○ Kāds ir saziņai izmantoto radioviļņu garums?

2. ○ Kā “padarīt” radioviļņam informāciju?

3. ○ Kā tiek ierobežots radiostaciju skaits ēterā?

4. · Pieņemot, ka pārraides frekvencei ir jābūt 10 reizēm lielākai par frekvences platumu, ko aizņem signāls, aprēķiniet minimālo viļņa garumu televīzijas signāla pārraidei.

5. * Kā var noteikt objekta ātrumu, izmantojot radaru?

27.§.Mobilās telefonijas darbības principi.

(darbnīcas nodarbība)

Ja Edisonam būtu šādas sarunas, pasaule nekad nebūtu redzējusi gramofonu vai telefonu.

I. Ilfs, E. Petrovs

Kā darbojas mobilā telefonija? Kādi elementi ir iekļauti mobilajā tālrunī un kāds ir to funkcionālais mērķis? Kādas ir mobilās telefonijas attīstības perspektīvas?

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

DZĪVES VEIDS.

1. Lietojot mobilo telefonu, smadzeņu tiešā tuvumā ir pastāvīgs radioviļņu starojums. Pašlaik zinātnieki nav panākuši vienprātību par šāda starojuma ietekmes pakāpi uz ķermeni. Tomēr pārlieku garas sarunas mobilajā tālrunī nedrīkst rīkot!

2. Mobilā tālruņa signāli var traucēt dažādām elektroniskām ierīcēm, piemēram, navigācijas ierīcēm. Dažas aviokompānijas aizliedz mobilo tālruņu lietošanu lidojumu laikā vai noteiktos lidojuma laikos (pacelšanās, nosēšanās). Ja šādi aizliegumi pastāv, ievērojiet tos, tas ir jūsu interesēs!

3. Daži mobilās ierīces elementi, piemēram, šķidro kristālu displejs, var pasliktināties, ja tiek pakļauti spilgtai iedarbībai saules stari vai augsta temperatūra. Citas sastāvdaļas, piemēram, elektroniskās shēmas, kas pārveido signālus, var sabojāties, ja tās tiek pakļautas mitrumam. Pasargā savu mobilo tālruni no šādas kaitīgas ietekmes!

Atbilde uz 1. uzdevumu.

Salīdzinot ar parastajiem telefona sakariem, mobilā telefona sakariem abonentam nav jāpieslēdzas telefona centrālei nostieptam vadam (tātad nosaukums - mobilais).

Salīdzinot ar radiosakariem:

1. Mobilā telefonija ļauj sazināties ar jebkuru abonentu, kuram ir mobilais tālrunis vai kurš ir savienots ar vadu telefona centrāli gandrīz jebkurā pasaules vietā.

2. Raidītājs mobilajā klausulē nedrīkst būt ar lielu jaudu, tāpēc tas var būt mazs izmēra un svara.
Atbilde uz 2. uzdevumu. Mobilajiem sakariem jāizmanto ultraīsviļņi.
Atbilde uz 3. uzdevumu.

Atbilde uz 4. uzdevumu. Telefona centrālē jābūt ierīcēm, kas uztver, pastiprina un pārraida elektromagnētiskos viļņus. Tā kā izmantotie radioviļņi pārvietojas redzes līnijas attālumā, ir nepieciešams releju staciju tīkls. Lai sazinātos ar citām telefonu centrālēm, kas atrodas attālos reģionos, ir nepieciešami pieslēgumi tālsatiksmes un starptautiskajiem tīkliem.

Atbilde uz 5. uzdevumu. Ierīcē jābūt informācijas ievades un izvades ierīcēm, ierīcei, kas pārvērš informācijas signālu radioviļņā un atpakaļ radioviļņu informācijas signālā.
Atbilde uz 6. uzdevumu. Pirmkārt, lietojot tālruni, mēs pārraidām un uztveram skaņas informāciju. Tomēr ierīce var sniegt mums arī vizuālu informāciju. Piemēri: tālruņa numurs, pa kuru viņi mums zvana, mūsu drauga tālruņa numurs, kuru esam ievadījuši sava tālruņa atmiņā. Mūsdienu ierīces spēj uztvert video informāciju, kam tajās ir iebūvēta videokamera. Visbeidzot, pārraidot informāciju, mēs izmantojam arī tādu sajūtu kā pieskāriens. Lai sastādītu numuru, mēs nospiežam pogas, kas satur ciparus un burtus.
Atbilde uz 7. uzdevumu. Audio informācijas ievadīšana - mikrofons, audio informācijas izvade – telefons, video informācijas ievade - videokamera, video informācijas izvade – displejs, kā arī pogas informācijas ievadīšanai burtu un ciparu veidā.
Atbilde uz 8. uzdevumu.

(attēlā punktotais rāmis nozīmē, ka šī ierīce nav obligāti iekļauta mobilā tālruņa ierīcē).

§28. Ģeometriskā optika un optiskie instrumenti.

(Nodarbība-lekcija).

Tad, nežēlojot ne darbaspēku, ne izdevumus, man izdevās instrumentu padarīt tik perfektu, ka, skatoties caur to, objekti šķita gandrīz tūkstoš reižu lielāki un vairāk nekā trīsdesmit reižu tuvāki nekā dabiski redzamie.

Galileo Galilejs.

Kā gaismas parādības tiek aplūkotas no ģeometriskās optikas viedokļa? Kas ir lēcas? Kādās ierīcēs tās tiek izmantotas? Kā tiek panākts vizuālais palielinājums? Kādas ierīces ļauj sasniegt vizuālo palielinājumu? Ģeometriskā optika. Objektīva fokusa attālums. Objektīvs. CCD matrica. Projektors. Izmitināšana. Okulārs.

Ģeometriskās optikas elementi. Objektīvs. Objektīva fokusa attālums. Acs kā optiskā sistēma. Optiskie instrumenti . (Fizika 7-9 klase). Dabaszinātnes 10, 16.§.

Ģeometriskā optika un lēcu īpašības.

Gaisma, tāpat kā radioviļņi, ir elektromagnētiskais vilnis. Tomēr redzamā starojuma viļņa garums ir vairākas desmitdaļas mikrometru. Tāpēc tādas viļņu parādības kā traucējumi un difrakcija normālos apstākļos praktiski neparādās. Tas jo īpaši noveda pie tā, ka gaismas viļņu raksturs uz ilgu laiku nebija zināms, un pat Ņūtons pieņēma, ka gaisma ir daļiņu plūsma. Tika pieņemts, ka šīs daļiņas pārvietojas no viena objekta uz otru taisnā līnijā, un šo daļiņu plūsmas veido starus, kurus var novērot, izlaižot gaismu caur nelielu caurumu. Šo pārskatu sauc ģeometriskā optika, atšķirībā no viļņu optikas, kur gaisma tiek uzskatīta par vilni.

Ģeometriskā optika ļāva pamatot gaismas atstarošanas un gaismas laušanas likumus uz robežas starp dažādām caurspīdīgām vielām. Rezultātā tika izskaidrotas lēcu īpašības, kuras mācījāties fizikas kursā. Tieši ar lēcu izgudrošanu sākās praktiskā optikas sasniegumu izmantošana.

Atcerēsimies, kā tiek konstruēts attēls plānā saplūstošā lēcā (sk. 1. att.).

Objekts tiek attēlots kā gaismas punktu kopums, un tā attēls tiek konstruēts punkts punktā. Lai izveidotu punkta attēlu A jums ir jāizmanto divas sijas. Viens stars iet paralēli optiskajai asij un pēc refrakcijas objektīvā iziet cauri fokusam F'. Otrs stars iziet cauri lēcas centram, nelūstot. Punkts šo divu staru krustpunktā A' un būs punkta attēls A. Pārējās bultiņas norāda, kas beidzas ar A ir konstruētas līdzīgā veidā, kā rezultātā tiek iegūta bultiņa ar galu punktā A'. Ņemiet vērā, ka stariem ir atgriezeniskuma īpašība, tādēļ, ja avots ir novietots punktā A”, tad tā attēls būs konkrētajā vietā A.

Attālums no avota līdz objektīvam d kas saistīti ar attālumu no attēla līdz objektīvam d¢ attiecība: 1/ d + 1/d¢ = 1/f, Kur f – fokusa attālums, tas ir, attālums no objektīva fokusa punkta līdz objektīvam. Objekta attēlu var samazināt vai palielināt. Palielinājuma (samazinājuma) koeficientu ir viegli iegūt, pamatojoties uz att. 1 un trīsstūru līdzības īpašības: G = d¢ /d. No pēdējām divām formulām varam iegūt šādu īpašību: attēls tiek samazināts, ja d>2f(šajā gadījumā f< d¢ < 2f). No staru ceļa atgriezeniskuma izriet, ka attēls tiks palielināts, ja f< d< 2f(šajā gadījumā d¢ > 2f). Ņemiet vērā, ka dažreiz ir nepieciešams ievērojami palielināt attēlu, tad objekts jānovieto attālumā no objektīva nedaudz tālāk par fokusu, attēls būs lielā attālumā no objektīva. Gluži pretēji, ja jums ir nepieciešams ievērojami samazināt attēlu, tad objekts tiek novietots lielā attālumā no objektīva, un tā attēls būs nedaudz tālāk par fokusa punktu no objektīva.

Objektīvi dažādās ierīcēs.

Aprakstītā lēcu īpašība tiek izmantota dažādās ierīcēs, kur tiek izmantotas savācošās lēcas lēcas. Stingri sakot, jebkurš augstas kvalitātes objektīvs sastāv no lēcu sistēmas, taču tā darbība ir tāda pati kā vienam saplūstošam objektīvam.

Tiek sauktas ierīces, kas palielina attēlus projektori. Projektori tiek izmantoti, piemēram, kinoteātros, kur dažu centimetru filmas attēls tiek palielināts līdz vairāku metru ekrāna izmēram. Cits projektoru veids ir multivides projektori. Tajos signāls, kas nāk no datora, VCR vai video diska ierakstīšanas ierīces, veido nelielu attēlu, kas tiek projicēts caur objektīvu uz liela ekrāna.

Daudz biežāk ir nepieciešams samazināt, nevis palielināt attēlu. Šim nolūkam tiek izmantoti objektīvi kamerās un videokamerās. Vairāku metru attēls, piemēram, cilvēka attēls, tiek samazināts līdz vairākiem centimetriem vai vairākiem milimetriem. Uztvērējs, kurā tiek projicēts attēls, ir fotofilma vai īpaša pusvadītāju sensoru matrica ( CCD matrica), pārvēršot video attēlu elektriskā signālā.

Attēla samazināšanu izmanto mikroshēmu ražošanā, ko izmanto elektroniskās ierīcēs, jo īpaši datoros. Mikroshēmu elementiem – pusvadītāju ierīcēm, savienojošajiem vadiem u.c. – ir vairāku mikrometru izmēri, un to skaits uz silīcija plāksnītes ar centimetru lielumu sasniedz vairākus miljonus. Protams, nav iespējams uzzīmēt tik daudz šīs skalas elementu, nesamazinot to, izmantojot objektīvu.

Teleskopos izmanto objektīvus, kas samazina attēlus. Objekti, piemēram, galaktikas, kuru izmēri ir miljoniem gaismas gadu, “iederas” uz plēves vai CCD matricas, kuras izmēri ir vairāki centimetri.

Ieliektos spoguļus izmanto arī kā lēcas teleskopos. Ieliektā spoguļa īpašības daudzējādā ziņā ir līdzīgas saplūstošas lēcas īpašībām, tikai attēls tiek veidots nevis aiz spoguļa, bet gan spoguļa priekšā (2. att.). Tas ir kā objektīva uztvertā attēla atspulgs.

Mūsu acī ir arī lēca – lēca, kas samazina redzamos objektus līdz tīklenes izmēram – dažiem milimetriem (3. att.).

Lai attēls būtu ass, īpaši muskuļi maina objektīva fokusa attālumu, palielinot to, objektam tuvojoties un samazinot, kad tas attālinās. Tiek saukta iespēja mainīt fokusa attālumu izmitināšana. Parasta acs spēj fokusēt attēlus objektiem, kas atrodas tālāk par 12 cm no acs. Ja muskuļi nespēj samazināt lēcas fokusa attālumu līdz vajadzīgajai vērtībai, cilvēks neredz tuvus objektus, tas ir, viņš cieš no tālredzības. Situāciju var labot, novietojot acs priekšā saplūstošu lēcu (brilles), kuras efekts ir līdzvērtīgs lēcas fokusa attāluma samazināšanai. Pretēja redzes defekts, tuvredzība, tiek koriģēts, izmantojot atšķirīgu lēcu.

Ierīces, kas nodrošina vizuālu palielinājumu.

Izmantojot aci, mēs varam tikai novērtēt objekta leņķiskos izmērus (sk. § 16 Dabaszinātnes 10). Piemēram, mēs varam pārklāt Mēness attēlu ar adatas galviņu, tas ir, Mēness un adatas galviņas leņķiskos izmērus var padarīt vienādus. Vizuālo palielinājumu var panākt vai nu pietuvinot objektu acij, vai arī kaut kādā veidā palielinot to tādā pašā attālumā no acs (4. att.).

Mēģinot aplūkot kādu mazu priekšmetu, mēs to pietuvinām acij. Taču ar ļoti tuvu pieeju mūsu objektīvs nevar tikt galā ar savu darbu, lai mēs varētu apskatīt objektu, piemēram, no 5 cm attāluma. Situāciju var labot tāpat kā ar tālredzība, novietojot acs priekšā saplūstošu lēcu. Šim nolūkam izmantoto objektīvu sauc palielināmais stikls. Attālumu, no kura parastai acij ir ērti aplūkot nelielu objektu, sauc par attālumu labākais redzējums. Parasti šis attālums tiek ņemts par 25 cm Ja palielināmais stikls ļauj aplūkot objektu, piemēram, no 5 cm attāluma, tad tiek sasniegts vizuālais palielinājums 25/5 = 5 reizes.

Kā iegūt vizuālu palielinājumu, piemēram, Mēness? Izmantojot objektīvu, ir jāizveido samazināts Mēness attēls, bet tuvu acij, un pēc tam jāpārbauda šis attēls caur palielināmo stiklu, ko šajā gadījumā sauc okulārs. Tieši tā darbojas Keplera caurule (skat. § 16 Natural History 10).

Vizuāls palielinājums, piemēram, augu vai dzīvnieka šūnai, tiek iegūts citādā veidā. Objektīvs rada palielinātu acij tuvo objekta attēlu, kas tiek aplūkots caur okulāru. Tieši tā darbojas mikroskops.

Lēcas un lēcu sistēmas tiek izmantotas daudzās ierīcēs. Ierīču lēcas ļauj iegūt gan palielinātus, gan samazinātus objekta attēlus. Vizuālais palielinājums tiek panākts, palielinot objekta leņķisko izmēru. Lai to izdarītu, sistēmā ar objektīvu izmantojiet palielināmo stiklu vai okulāru.

1. · Uz kādu staru īpašību balstās lēcu darbība?

2. * Pamatojoties uz attēla konstruēšanas metodi saplūstošā lēcā, paskaidrojiet, kāpēc, mainoties attālumam starp objektu un aci, jāmainās lēcas fokusa attālumam?

3. · Mikroskopā un Keplera mēģenē attēls parādās otrādi. Kurš objektīvs, objektīvs vai okulārs maina attēlu pretējā virzienā?

29.§ Briļļu darbības princips.

(Darbnīcas nodarbība).

Pērtiķa acis vecumdienās ir kļuvušas vājas,

Bet viņa dzirdēja no cilvēkiem,

Ka šis ļaunums nav tik liela roka,

Jums vienkārši jāsaņem brilles.

Kas notiek acu izmitināšanas laikā? Kāda ir atšķirība starp normālām, tuvredzīgām un tālredzīgām acīm? Kā lēca novērš redzes defektu?

Objektīvs. Objektīva fokusa attālums. Acs kā optiskā sistēma. Optiskie instrumenti . (7.-9. fizika). Redzes traucējumi. (Bioloģija, pamatskola).

Darba mērķis: Izmantojot multimediju programmu, izpētiet acs lēcas darbību normālā, tuvredzīgā un tālredzīgā redzē. Izpētiet, kā redzes defekti tiek laboti, izmantojot objektīvu.

Aprīkojums: Personālais dators, multivides disks (“Open Physics”).

Darba plāns: Veicot uzdevumu secīgi, izpētiet normālas, tuvredzīgas un tālredzīgas acs akomodācijas iespējas. Pētīt tuvredzīgo un tālredzīgo acu akomodāciju lēcas klātbūtnē acs priekšā. Izvēlieties objektīvu atbilstošai acij.

Jūs jau zināt, ka redzes defekti, piemēram, tuvredzība un tālredzība, ir saistīti ar nespēju acs muskuļu darbības rezultātā nodrošināt acs lēcai optimālu izliekumu. Ar tuvredzību lēca paliek pārāk izliekta, tā izliekums ir pārmērīgs, un attiecīgi fokusa attālums ir pārāk īss. Pretējs notiek ar tālredzību.

Atgādiniet, ka fokusa attāluma vietā objektīva raksturošanai var izmantot citu objektīvu. fiziskais daudzums- optiskā jauda. Optisko jaudu mēra dioptrijās un definē kā apgriezto vērtību fokusa attālums: D = 1/f(1 dioptrija = 1/1 m). Atšķirīgās lēcas optiskais spēks ir negatīva vērtība. Objektīva optiskais spēks vienmēr ir pozitīvs. Taču tuvredzīgai acij lēcas optiskais spēks ir pārāk liels, bet tālredzīgai – pārāk mazs.

Briļļu darbības pamatā ir lēcu īpašība, saskaņā ar kuru tiek pievienotas divu cieši novietotu lēcu optiskās jaudas (ņemot vērā zīmi).

1. uzdevums. Pārbaudiet normālas acs bez lēcas darbību. Jums tiek piedāvātas trīs izmitināšanas iespējas: parastā - vislabākās redzamības attālumam, tālu - bezgalīgi lielam attālumam un automātiska, kurā acs pielāgo objektīvu noteiktam attālumam. Mainot attālumu līdz objektam, novērojiet brīžus, kad acs ir fokusēta. Kur šajā gadījumā attēls ir fokusēts acs iekšpusē? Kādam šajā programmā atbilst vislabākais redzes attālums?

2. uzdevums. Izpētiet palielināmā stikla efektu. Iestatiet parasto aci uz parasto izmitināšanu. Novietojiet acs priekšā saplūstošu lēcu ar vislielāko iespējamo optisko jaudu. Atrodiet attālumu, kādā acs ir fokusēta. Izmantojot iepriekšējās rindkopas materiālu, nosakiet, cik reizes šis palielināmais stikls palielina?

3. uzdevums. Atkārtojiet 1. uzdevumu tuvredzīgām un tālredzīgām acīm. Kur ir fokusēti stari, kad acs nav fokusēta?

4. uzdevums. Izvēlieties brilles tuvredzīgām un tālredzīgām acīm. Lai to izdarītu, iestatiet automātisku acu izmitināšanu. Izvēlieties objektīvu tā, lai acs būtu fokusēta, attālumam mainoties no labākās redzamības attāluma (25 cm) līdz bezgalībai. Kādas ir lēcu optisko spēku robežas, pie kurām programmā dotās brilles “acīm” var veiksmīgi pildīt savas funkcijas?

5. uzdevums. Centieties sasniegt optimālo rezultātu tuvredzīgām un tālredzīgām acīm, kad ar izvēlēto lēcu acs fokusējas attālumos no bezgalības līdz iespējami minimumam.

Stari no attāliem objektiem pēc tam, kad tie iziet cauri tuvredzīgas acs lēcai, tiek fokusēti tīklenes priekšā, un attēls kļūst izplūdis. Lai to labotu, ir nepieciešamas brilles ar atšķirīgām lēcām. Stari no tuviem objektiem, izejot cauri tālredzīgas acs lēcai, tiek fokusēti aiz tīklenes, un attēls kļūst izplūdis. Lai to labotu, ir nepieciešamas brilles ar saplūstošām lēcām.

§ 25. Elektroenerģija un ekoloģija.

(Nodarbība-konference).

Man ne reizi vien ir ienācis prātā, ka darbs hidrotehniskajā būvniecībā ir kā karš. Karā jums nav jāžāvājas, pretējā gadījumā jūs tiksit apgāzts, un šeit jums ir nepārtraukti jāstrādā - ūdens nāk virsū.

Kādas ir modernas termoelektrostacijas (koģenerācijas stacijas) galvenās sastāvdaļas un darbības principi? Kādas ir hidroelektrostacijas (HES) galvenās sastāvdaļas un darbības princips? Kāda ir ietekme uz vides stāvoklis var nodrošināt termoelektrostaciju un hidroelektrostaciju būvniecību?

Konferences mērķis: Iepazīstieties ar izplatītāko elektrostaciju veidu darbību, piemēram, termoelektrostacijas un hidroelektrostacijas. Saprast, kādu ietekmi uz vidi var atstāt šāda veida spēkstaciju būvniecība.

Konferences plāns:

1. Mūsdienīgas termoelektrostacijas būvniecība un ekspluatācija.

2. Modernas hidroelektrostacijas būvniecība un ekspluatācija.

3. Elektrostacijas un ekoloģija.

Vērtējot mūsu valsts vēsturisko pagātni, jāatzīst, ka tieši straujais izrāviens elektroenerģijas jomā ļāva pēc iespējas ātrāk pārvērst lauksaimniecības spēku par rūpniecisku attīstīta valsts. Daudzas upes tika “iekarotas” un spiestas nodrošināt elektrību. Tikai 20. gadsimta beigās mūsu sabiedrība sāka analizēt, par kādu cenu šis izrāviens tika panākts, par kādu cenu? cilvēkresursi, uz jebkādu izmaiņu rēķina dabā. Jebkurai monētai vienmēr ir divas puses, un izglītots cilvēks jāredz un jāsalīdzina abas puses.

1. ziņa. Elektrības un siltuma rūpnīca.

Koģenerācijas stacijas ir viens no visizplatītākajiem elektroenerģijas ražotājiem. Termoelektrostacijas galvenais mehānisms ir tvaika turbīna, kas darbina elektroenerģijas ģeneratoru. Vispiemērotākā ir termoelektrostacijas būvniecība lielākajās pilsētās, jo turbīnā izvadītie tvaiki nonāk pilsētas apkures sistēmā un apgādā mūsu mājas ar siltumu. Tas pats tvaiks silda karstu ūdeni ienākot mūsu mājās.

2. ziņa. Kā darbojas hidroelektrostacija?

Hidroelektrostacijas ir visspēcīgākie elektroenerģijas ražotāji. Atšķirībā no termoelektrostacijām hidroelektrostacijas darbojas ar atjaunojamiem energoresursiem. Var šķist, ka hidroelektrostacija tiek “dota bez maksas”. Tomēr hidroelektrostacijas ir ļoti dārgas hidrotehniskās būves. Hidroelektrostacijas būvniecības izmaksas ir dažādas. Visātrāk atmaksājas spēkstacijām, kas uzceltas uz kalnu upes. Hidroelektrostaciju būvniecība zemienes upēs cita starpā prasa ņemt vērā ainavas izmaiņas un diezgan lielu teritoriju izņemšanu no rūpnieciskās un lauksaimniecības izmantošanas.

3. ziņa. Elektrostacijas un ekoloģija.

Mūsdienu sabiedrība prasa lielu elektroenerģijas daudzumu. Šāda apjoma elektroenerģijas ražošana neizbēgami ir saistīta ar mums apkārt esošās dabas transformāciju. Negatīvo seku samazināšana ir viens no uzdevumiem, kas rodas, projektējot elektrostacijas. Bet, pirmkārt, ir jāsaprot jaudīgu elektroenerģijas ražošanas iekārtu negatīvā ietekme uz dabu.

Degšana liels daudzums jo īpaši degviela var izraisīt tādas parādības kā skābie lietus, kā arī ķīmiskais piesārņojums. Šķiet, ka hidroelektrostacijām, kurās nekas netiek dedzināts, nevajadzētu negatīvi ietekmēt dabu. Tomēr zemienes hidroelektrostaciju celtniecība vienmēr ir saistīta ar plašu teritoriju applūšanu. Daudzas šādu 20. gadsimta vidū notikušo plūdu ietekmes uz vidi tikai tagad sāk izjust. Aizsprostot upes ar aizsprostiem, mēs neizbēgami iejaucamies ūdenskrātuvju iemītnieku dzīvē, kam arī ir negatīvas sekas. Pastāv, piemēram, uzskats, ka visa Volgas hidroelektrostaciju saražotā elektroenerģija nav to zaudējumu vērta, kas saistīti ar stores nozvejas samazināšanos.

Informācijas avoti.

1. Bērnu enciklopēdija.

2. Kirilins zinātnes un tehnikas vēsture. - M.: Zinātne. 1994. gads.

3. Vodopjanova KNL sekas. Minska: Zinātne un tehnoloģija, 1980.

5. Netradicionālie enerģijas avoti - M: Zināšanas, 1982.g.

6., Vides aizsardzības Skalkin aspekti - L.: Gidrometeoizdat, 1982.

7. Ņikitins - tehnikas progress, daba un cilvēks - M: Nauka 1977.

8. , Spielrain. Problēmas un perspektīvas - M: Enerģētika, 1981.

9. Fizika un zinātnes un tehnikas progress / Red. , .- M: Izglītība, 19888.g.

10. Enerģētika un drošība vidi/ Red. un citi - M.: Enerģētika, 1979.

Mūsdienu spēkstacijas ir sarežģītas inženierbūves. Tie ir nepieciešami pastāvēšanai mūsdienu sabiedrība. Taču to būvniecība ir jāveic tā, lai pēc iespējas samazinātu kaitējumu dabai.

Ēku ekspluatācijas laikā neizbēgami rodas situācijas, kurās nepieciešams meklēt slēpto vadu un kabeļu atrašanās vietas. Šīs situācijas var ietvert nomaiņu, elektroinstalācijas defektu labošanu, nepieciešamību atjaunot vai pārveidot telpas vai vajadzību uzstādīt piekārtas mēbeles vai aprīkojumu. Slēptais vadu meklētājs palīdz ātri atrast vadus, nesabojājot sienas. Kas ir šāda ierīce un kādi meklētāju veidi pastāv?

Slēptā elektroinstalācija

Izmantojot slēpto uzstādīšanas metodi, elektroinstalācijas noteikšana zem bieza ķieģeļa vai betona nav viegls uzdevums personai, kas ar šādu problēmu saskaras pirmo reizi. Tāpēc lielus meklēšanas darbu apjomus veic kvalificēti elektriķi.

Tomēr ikviens, kurš pietiekami pārzina elektrību, var patstāvīgi veikt meklēšanu un turpmākus remontdarbus. Viņam palīdzēs ierīce vadu atrašanai. Savā pamatā tas ir detektors vai ierīce kabeļu atrašanās vietas noteikšanai, ko nevar noteikt vizuāli. Šīs ierīces lietošana nemaz nav grūta, vienkārši rūpīgi izlasiet lietošanas instrukciju.

Darbības princips

Slēpto elektrisko vadu meklēšanas ierīču darbība balstās uz šādiem principiem:

Pirmajā gadījumā ierīce reaģēs uz vadītāja metāla konstrukciju un signalizēs par metāla klātbūtni vienā no detektora dizainā paredzētajiem veidiem (parasti gaismas vai skaņas trauksme, bet ir iespējamas arī šķidro kristālu displeju iespējas) .

Šāda veida ierīču trūkums ir ļoti zemā noteikšanas precizitāte. Piemēram, dzelzsbetona paneļa pārbaudes rezultāts var būt ļoti izkropļots tādēļ, ka ierīce kopā ar vadiem parādīs arī stiegrojuma un montāžas cilpu klātbūtni.

Otrajā gadījumā ierīcē iebūvēts sensors noteiks vadītāja klātbūtni pēc izplatītā magnētiskā lauka. “Kļūdaini pozitīvu” skaits būs minimāls, taču, lai meklēšanas rezultāti būtu pozitīvi, elektroinstalācijai ir jābūt spriegumam. Un dažas ierīces varēs noteikt magnētisko lauku tikai tad, ja tīklā būs arī diezgan liela jaudas slodze.

Bet ko darīt, ja elektroinstalācija ir bojāta un caur to neplūst strāva, piemēram, meklējot kabeļa pārrāvumu? Šim nolūkam ir ierīces, kurām ir abu veidu īpašības. Ar to palīdzību ir viegli noteikt vadu sienā, nebaidoties tā vietā ietriekties armatūras stieņā.

Detektoru modeļu pārskats

Pašlaik visizplatītākās ierīces slēptās elektroinstalācijas meklēšanai sienās ir vairākas dažādu ražotāju ierīces.

Dzenis

E-121 jeb “Woodpecker” ir lēta ierīce, kas ar diezgan augstu precizitāti var noteikt ne tikai slēptās elektroinstalācijas atrašanās vietu līdz 7 cm attālumā no sienu virsmas, bet arī atrast pārrāvuma vietu. stieples mehānisku bojājumu dēļ. Izmantojot šo testeri, jūs varat pilnībā pārbaudīt vadu savā dzīvoklī, ja rodas nezināms un negaidīts darbības traucējums. Ierīces ražotājvalsts ir Ukraina.

MS-258A

MS-258A MEET testeris ir budžeta ierīce, kas ražota Ķīnā. Nosaka metāla klātbūtni konstrukcijā līdz 18 cm attālumā, darbojas arī pēc magnētiskā lauka klātbūtnes. Rezultāts tiek norādīts divos veidos - ieslēdzot indikatora lampu un skaņas signāls. Dizainam ir mainīgs rezistors, kas ļauj regulēt ierīces jutību. Šī modeļa trūkums ir zemais rezultāts, ja nepieciešams noteikt ekranētu vai folijas kabeli.

BOSCH DMF

Nākamais BOSCH DMF 10 tālummaiņas detektors ir laba ierīce slavens zīmols. Atkarībā no iestatījumiem nosaka, vai tajā ir paslēpts metāls, koks, plastmasa būvkonstrukcijas. Ierīcei ir daudzfunkcionāls šķidro kristālu displejs, kas parāda iestatīšanas procesu un parāda rezultātus.

Sienas skeneris

Modelis Wall Scanner 80 ir ierīce, kas pēc īpašībām ir līdzīga tās priekšgājējam pārskatā. Ražo galvenokārt Ķīnā ADA uzņēmumos. Atkarībā no iestatījumiem to var izmantot, lai atrastu dažādi materiāli būvkonstrukcijās. Ierīce ir diezgan kompakta un viegla.

Mikrofons, radio uztvērējs un termovizors

Ja nav ierīces slēpto vadu noteikšanai, meklēšanu var veikt dažādos veidos. dažādos veidos. Vairumā gadījumu detektori tiek aizstāti ar elektroierīcēm citiem mērķiem.

Kā meklētāju jūs varat veiksmīgi izmantot parasto audio mikrofonu, kas savienots ar pastiprinātāju ar skaļruni (skaļruni). Kad mikrofons tuvojas paredzētajai elektroinstalācijas vietai, tam vajadzētu radīt pieaugošu fona skaņu. Un jo tuvāk mikrofons atrodas vadiem, jo spēcīgākai un skaļākai jābūt skaņai. Acīmredzot šī meklēšanas metode darbojas, ja slēptajā elektroinstalācijā ir spriegums. Ierīce neatklās atslēgtu vadu.

Mikrofona vietā meklēšanai varat izmantot portatīvo radio ar frekvences vadību. Noregulējot to uz aptuveni 100 kHz frekvenci, ar vienmērīgām kustībām gar sienu ir jāpārbauda iespējamā kabeļu atrašanās vieta. Kad radio uztvērējs tuvojas sienā paslēptam vadītājam, ierīces skaļrunim vajadzētu raidīt pieaugošu sprakšķēšanu un šņākšanu – elektriskās strāvas radīto traucējumu sekas.

Ir vērts pievērst uzmanību iespējai izmantot tādu ierīci kā termovizors, lai meklētu slēptos vadus un bojājumus. Tas ātri un precīzi parādīs ne tikai kabeļu esamību un atrašanās vietu sienās, bet arī pārtraukumu vai īssavienojumu vietas. Tās izmantošana ir balstīta uz vadītāja īpašību izdalīt noteiktu siltuma daudzumu, laižot elektrisko strāvu.

Atslēgtie vadītāji ar pārtraukumu termovizora ekrānā parādīsies kā auksti, un, saslēgti, gluži pretēji, tie spīdēs ļoti spilgti.

Shēmas piemērošana

Gadījumā, ja neviens no detektoriem nav pie rokas, jūs varat noteikt slēpto vadu atrašanās vietu absolūti bez instrumentiem. Lai to izdarītu, pietiek zināt, ka saskaņā ar noteiktajiem noteikumiem vadi un kabeļi sienās ir novietoti stingri vertikāli vai horizontāli. Gar griestiem vadi stiepjas taisnās līnijās, savienojot apgaismes ķermeņus ar sadales kārbām vai slēdžiem, paralēli telpas sienām un atrodas grīdu tukšumos vai caurulēs aiz konstrukcijas piekaramie griesti. Visi vadu savienojumi tiek veikti sadales kārbās.

Kā šīs zināšanas palīdz jūsu meklējumos? Varat uzzīmēt esošās slēptās elektroinstalācijas diagrammu vai tās daļu uz sienām un griestiem un pēc tam izmantot šo shēmu nākotnē, neizmantojot dārgas ierīces. Vispirms no rozetēm un slēdžiem jāvelk taisnas līnijas vertikāli uz augšu. Sadales kastes jāatrodas pie sienas, 150-250 mm augstumā no griestiem.

Jūs varat noteikt to atrašanās vietu, pieskaroties sienām. Pamatojoties uz izmainīto skaņu, kastes tiek marķētas un savienotas ar taisnām līnijām, kas norādīs kabeļu atrašanās vietu. Kastu un sadales paneļa savienojums notiek arī pa taisnām vertikālām vai horizontālām līnijām. Protams, visi šie noteikumi attiecas uz slēpto elektroinstalāciju, un tos ieteicams izmantot tikai, meklējot bojājuma vietas ļoti zemās noteikšanas precizitātes dēļ. Atvērtas vadu gadījumā, protams, jūs varat iztikt bez ierīces un pieskaršanās.

Kā atrast klinti

Vispirms jums ir jānosaka vieta, kur, domājams, noticis pārtraukums vai īssavienojums. Meklēšanas algoritms ir vienkāršs.

Ja vienas grupas ietvaros atsevišķās rozetēs vai lampās nav sprieguma, vienā no vada sekcijām ir pārtraukums. Šeit jums ir jānogriež nestrādājošās ligzdas ar garīgu līniju. Tūlīt tiks atklāta sadales kārba, pēc kuras vadītājos nav strāvas. Atliek tikai pārbaudīt sprieguma esamību šajā sadales kārbā, izmantojot tik labi zināmu ierīci kā indikatora skrūvgriezi vai multimetru. Ja nav sprieguma, jums ir jāmeklē pārtraukums zonā pirms šī mezgla sadales paneļa pusē.

Ja visā grupā nav sprieguma un tiek iedarbināts to aizsargājošais ķēdes pārtraucējs, tad ar lielu varbūtības pakāpi ir noticis īssavienojums vienā no elektrisko vadu sekcijām. To var diagnosticēt, izmērot katras sekcijas pretestību, atvienojot to no kastes un noņemot no tās visu slodzi.

Lai iegūtu precīzu rezultātu, katra sadaļa ir jāpārbauda. Īssavienojums tiek atklāts, ja pretestība ir nulle. Šiem nolūkiem varat izmantot parasto testeri.

Jūs varat meklēt īssavienojuma vietu, secīgi atvienojot sekcijas kastēs, sākot no tālākās ķēdes puses no sadales paneļa. Pēc katras atsevišķas sekcijas atvienošanas ir jāpārbauda ķēdes funkcionalitāte, pieliekot spriegumu, līdz ķēdes pārtraucējs pārtrauc izslēgties. Šī meklēšanas metode ir jāizmanto ļoti uzmanīgi, lai pasargātu sevi un citus darbiniekus no elektriskās strāvas trieciena.

Jāatzīmē, ka iepriekš minētās slēptās elektroinstalācijas meklēšanas metodes kļūst nebūtiskas, ja ir tehniskā pase, kurā ir atspoguļota visa informācija par elektrisko vadu atrašanās vietu telpā. Ja nav tehniskā sertifikāta, ļoti ieteicams pēc elektroinstalācijas atklāšanas un nomaiņas sastādīt shēmu, lai turpmāk izvairītos no darbietilpīga darba.

Kāda ir magnētiskā lauka ietekme uz strāvu nesošo vadītāju?

Magnētiskais lauks iedarbojas ar zināmu spēku uz jebkuru strāvu nesošo vadītāju, kas atrodas šajā laukā.

1. Kā parādīt, ka magnētiskais lauks iedarbojas uz strāvu nesošo vadītāju, kas atrodas šajā laukā?

Ir nepieciešams apturēt vadītāju uz elastīgiem vadiem, kas savienoti ar strāvas avotu.
Kad šis vadītājs ar strāvu tiek novietots starp pastāvīgā loka formas magnēta poliem, tas sāks kustēties.
Tas pierāda, ka magnētiskais lauks iedarbojas uz strāvu nesošo vadītāju.

2. Kas nosaka magnētiskajā laukā strāvu nesoša vadītāja kustības virzienu?

Vadītāja kustības virziens, kas nes strāvu magnētiskajā laukā, ir atkarīgs no strāvas virziena vadītājā un no magnēta polu atrašanās vietas.

3. Ar kādu ierīci var pagriezt strāvu nesošo vadītāju magnētiskajā laukā?

Ierīce, ar kuru var pagriezt strāvu nesošo vadītāju magnētiskajā laukā, sastāv no taisnstūra rāmja, kas uzstādīts uz vertikālas ass.
Uz rāmja ir uzlikts tinums, kas sastāv no vairākiem desmitiem stieples apgriezienu, kas pārklāts ar izolāciju.
Tā kā strāva ķēdē tiek virzīta no avota pozitīvā pola uz negatīvo, pretējās rāmja daļās strāvai ir pretējs virziens.
Tāpēc magnētiskā lauka spēki darbosies arī uz šīm rāmja pusēm pretējos virzienos.
Tā rezultātā rāmis sāks griezties.

4. Kāda ierīce kadrā tiek izmantota, lai mainītu strāvas virzienu ik pēc pusapgrieziena?

Rāmis ar tinumu ir savienots ar elektriskā ķēde caur pusgredzeniem un sukām, ļaujot mainīt strāvas virzienu tinumā ik pēc pusapgrieziena:
- viens tinuma gals ir savienots ar vienu metāla pusgredzenu, otrs - ar otru;
- pusgredzeni griežas vietā ar rāmi;
- katrs pusgredzens tiek piespiests pret metāla birstes plāksni un griežot slīd pa to;
- viena suka vienmēr ir savienota ar avota pozitīvo polu, bet otra - ar negatīvo;
- pagriežot rāmi, pusgredzeni griezīsies līdzi un katrs piespiedīsies pret citu suku;
- rezultātā strāva kadrā mainīs virzienu uz pretējo;
Šajā dizainā rāmis visu laiku griežas vienā virzienā.

5. Kā darbojas tehniskais elektromotors?

Elektromotora projektēšanā tiek izmantota spoles rotācija ar strāvu magnētiskajā laukā.
Elektromotoros tinumu veido liels skaits stieples apgriezienu.
Tie ir ievietoti spraugās uz dzelzs cilindra sānu virsmas.
Šis cilindrs ir nepieciešams, lai uzlabotu magnētisko lauku.
Cilindru ar tinumu sauc par motora armatūru.
Magnētisko lauku, kurā griežas šāda motora armatūra, rada spēcīgs elektromagnēts.
Elektromagnētu un armatūras tinumu darbina viens un tas pats strāvas avots.
Motora vārpsta (dzelzs cilindra ass) pārraida rotāciju uz kravnesību.