В данной статье я хочу подчеркнуть важность химии в моей будущей специальности электрика. Знание этой науки обязательно для каждого представителя профессии. Ведь, не зная элементарного состава расходных материалов, мы можем потерять не только качество выполненной работы, но и свести её результаты к нулю. Поэтому необходимо осветить весь путь, который проходит ток от электростанции до наших домов.
Электрическая энергия создается на центральных станциях. Принцип работы каждой основан на превращении механической энергии двигателей-машин в энергию электрического тока. Для создания движущей силы используются различные источники. Поэтому электростанции разделяются на несколько типов: водяные или гидравлические, паровые, ветряные, газовые, нефте- или керосиномоторные и др. Используя особые свойства химических элементов были созданы солнечные панели. Они состоят из фотоэлектрических преобразователей, которые преобразуют солнечную энергию в электрическую.
Самым распространенным материалом является кремний. Распространены два вида фотоэлектрических преобразователей: 1) сделанные из монокристаллического и 2) из поликристаллического кремния. Они отличаются разной технологией производства. Первые имеют кпд до 17,5 %, а вторые — 15 %. Но, несмотря на экологическую благоприятность данного способа получения электричества, он является весьма дорогостоящим. Причина кроится в сложности его добычи. В промышленности кремний технической чистоты получают, восстанавливая расплав SiO2 при температуре около 1800 °C в рудотермических печах шахтного типа. Чистота полученного таким образом кремния может достигать 99,9 % (основные примеси — углерод, металлы). Так же есть несколько неотъемлемых частей этой системы, о которых стоит упомянуть. Обеспечение эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую лежит на контроллере заряда. Для увеличения силы тока последовательно друг с другом соединены несколько аккумуляторов составляющих батарею.
Принцип работы аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в среде серной кислоты. До этого этапа в систему поступает постоянный ток, чтобы он стал переменным, в цепь включают инвертор.
Только после включения в цепь этого устройства мы можем использовать бытовые приборы, потому что каждый из них работает на переменном токе.
Нельзя забывать о проводниках и полупроводниках. Это вещества, которые могут легко передавать электрический ток за счет свободных (неспаренных) электронов. В электрических цепях они представляют провода и шины.
Состоят из двух частей. Жила это проводник, как правило, для её изготовления используют медь или алюминий. Изоляция — это вещество, препятствующее прохождению электрического тока, основные материалы для его изготовления — полимеры. Интересен тот факт, что изоляцией может служить и вакуум как, например, в мощных радиостанциях. Так же, для уменьшения габаритов высоковольтных трансформаторов применяется изоляционные масла. Применение проводов вовсе можно избежать, т. е. передавать электрический ток без проводника по средствам электромагнитной индукции. Трансформатор является простейшим устройством для передачи энергии, первичная и вторичная обмотка трансформатора не связаны. Данная технология уже применяется для зарядки мобильных устройств. Но основной недостаток данного способа — это небольшой радиус передачи энергии устройству-потребителю. Устройства-потребители могут быть разные, но в каждой части света есть своя частота передачи электрического тока. Одним из наиболее частовстречаемых потребителей электроэнергии является лампа. Лампа накала — это искусственный источник света, в котором используется тело накала. Чаще это вольфрамовая или угольная нить. Именно эти элементы имеют свойство светиться при нагревании. Продолжительность данного явления зависит от среды, в которой находится нагреваемое тело. Поместив его в инертный газ или вакуум, мы можем заметить увеличение продолжительности горения лампы. Применение данных мер необходимо для предотвращения окисления тела накала. Более распространено применения вакуума, чем инертных газов. Несмотря на их низкую реакционную способность, создание вакуума более выгодно. Но большей продолжительностью могут отличиться люминесцентные лампы.
Это происходит из-за содержания в лампах ртутного газа, так же из-за содержания данного газа мы не можем выбросить эту лампу как бытовой мусор.
Электродвигатели являются неотъемлемой частью нашей жизни, так же как и осветительные приборы. Принцип работы основан на превращении электрической энергии в механическую. Когда магниты (роторы) начинают крутится, их магнитные поля возбуждают в статоре ЭДС и в железе статора наводится ЭДС и передается в обмотки статора и на выводах статора появляется переменное напряжение.
Медь. Удельное сопротивление меди существенно возрастает при наличии в ней примесей особенно сурьмы и висмута поэтому для обмоточных проводов используют чистую электролитическую медь которая содержит примесей не более 0.1 процент. При холодной прокатке меди она становится более твердой и прочной, но одновременно возрастает ее удельное сопротивление. Отжиг меди в этом случае восстанавливает ее первоначальные свойства- после отжига медь становится более мягкой, а ее удельное сопротивление снижается до первоначального значения. Поэтому статоры перемотанные нашей медью работают лучше стабильнее и дольше. Конечно при условии правильной эксплуатации генератора.
Теперь хочу вкратце рассказать о стали из которой делают статоры. Железо статора это не просто металл, а специальная электротехническая сталь. У нас выпускается более 30 видов электротехнической стали. Для улучшения свойств стали в ее состав вводят кремний. Так же она делится по содержанию кремния на 6 групп. Стали с большим содержанием кремния имеют меньше потерь на вихревые токи а так же более высокую магнитную проницаемость. Существует несколько типов электродвигателей. Отметим два главных класса: AC и DC.
Электродвигатели класса AC (Alternating Current) требуют для работы источник переменного тока или напряжения (такой источник Вы можете найти в любой электрической розетке в доме).
Электродвигатели класса DC (Direct Current) требуют для работы источник постоянного тока или напряжения (такой источник Вы можете найти в любой батарейке).
Можно сказать, что естественные и точные науки являются основными в профессии электрика, так как без знания основ и устройства приборов невозможно устранять недостатки, возникающие в них.
