Электричество в нашей жизни - [4]
В описанном опыте результат взаимодействия тока и магнита — это движение компасной стрелки — магнита. Но можно заставить двигаться и проводник. Поместим проводник, к которому подключена батарея, между полюсами подковообразного магнита, то-есть в магнитном поле магнита, так, чтобы проводник мог свободно перемещаться (рис. 3). Проводник придёт в движение: в зависимости от направления тока он будет выталкиваться из магнита или втягиваться в него.
Взаимодействие тока с магнитом лежит в основе устройства многочисленных электроизмерительных приборов и различных электромоторов. Исключительная заслуга в теоретическом исследовании и разработке наиболее удобных по конструкции электромоторов переменного тока принадлежит русскому учёному М. О. Доливо-Добровольскому.
Обратимся теперь к явлению, получившему название электромагнитной индукции. Будем перемещать в магнитном поле магнита проводник, к которому присоединён гальванометр — прибор, указывающий наличие тока. Отклонение стрелки гальванометра покажет нам, что когда проводник пересекает магнитное поле, в проводнике возникает ток — так называемый ток индукции. Ток прекращается, как только мы перестаём перемещать проводник.
Выше мы говорили о том, что в магнитном поле проводник, по которому течёт ток, приходит в движение. При этом электрическая энергия тока переходит в энергию механического движения проводника.
В случае возникновения тока индукции наблюдается как раз обратное явление. Мы перемещаем в магнитном поле проводник, и в результате в проводнике возникает ток. Механическая энергия движения проводника переходит при этом в энергию тока.
Следует отметить, что индукционный ток возникает также и в покоящемся замкнутом проводнике, если в пространстве, которое ограничивает проводник, создать меняющееся — усиливающееся или ослабевающее магнитное поле, например, путём вращения магнита вокруг неподвижного проводника.
На законах электромагнитной индукции основано устройство машин, вырабатывающих электроэнергию, — генераторов электрического тока.
Важнейший вклад в разработку законов электромагнитной индукции сделан русским физиком Э. X. Ленцем.
4. КАК УСТРОЕНЫ ГЕНЕРАТОРЫ И МОТОРЫ
На рисунке 4 изображена проволочная рамка, укреплённая на изолированной оси между полюсами магнитов, то-есть в магнитном поле. Начнём вращать рамку. При своём движении она будет пересекать магнитное поле. Благодаря этому в ней возникнет электрический ток, который через укреплённые на оси кольца и прижатые к ним пластинки — «щётки» можно подвести к лампочке.
Устанавливаемые на электростанциях мощные генераторы электрического тока (рис. 5) построены в общем на этом принципе. В их устройстве, однако, имеется ряд особенностей. Так проволочная обмотка, в которой наводится («индуктируется») ток, расположена на неподвижной части генератора — статоре. Магнитное поле создаётся не постоянными стальными магнитами, а электромагнитами — проволочными обмотками, в которые ток подаётся от отдельного источника. Эти, служащие магнитом обмотки, навиты на роторе — вращающейся части генератора, укреплённом на оси внутри статора. Зазор между ротором и статором измеряется несколькими миллиметрами. Ток, поступающий от отдельного источника в обмотки ротора, создаёт в этом зазоре сильное магнитное поле. При вращении ротора магнитное поле вращается вместе с ним и пересекает обмотки статора, в которых и наводится ток. Вращение ротора производит турбина, расположенная на общем валу с ротором генератора. На тепловых электростанциях применяются турбины, вращаемые энергией пара, — это паровые турбины. На гидроэлектростанциях турбины приводятся во вращение силой падающей воды — это гидротурбины.
От статоров генераторов электрический ток отводят на так называемые «сборные шины». От этих шин ток распределяется местным, близрасположенным потребителям или передаётся по линиям электропередачи на дальнее расстояние.
Обратимся снова к рисунку 4. За один оборот стóроны проволочной рамки попеременно будут находиться то под северным, то под южным полюсами магнита. По этой причине в течение одного оборота рамки ток в ней будет дважды изменять своё направление. Это и есть переменный ток, или ток переменного направления.
Для работы приборов, в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую, — лампочек накаливания, плиток и других нагревательных приборов — не имеет значения, питаются ли они электрическим током постоянного или переменного направления. Имеются электрические моторы, которые также питаются переменным электрическим током. Но применение переменного электрического тока невозможно для химических производств и довольно сложно для электрической тяги — трамваев, троллейбусов, метро, электрических поездов. Постоянный ток нужен для получения из растворов химических веществ. Моторы постоянного тока позволяют точнее регулировать скорость вращения валов, следовательно, регулировать скорость движения тяговых устройств. Поэтому крайне необходимы и машины постоянного тока.
Книга в легкой и доступной форме рассказывает об истории электротехники и немного касается самого начального этапа радиотехники. Автор дает общую картину развития знаний об электричестве, применения этих знаний в промышленности и технике. В книге содержится огромное количество материала, рисующего как древнейшие времена, так и современность с её проблемами науки и техники. В русской литературе — это первая попытка дать читателю систематическое изложение накопленных в течение веков фактов, которые представляют грандиозный путь развития учения об электричестве и его практического применения.
Слово «паразит» ни у кого не вызывает положительных эмоций. Паразитами называют тех, кто живет за чужой счет, — идет ли речь о людях или патогенных организмах. Тем не менее, само существование паразитов будоражит наше воображение: нас поражает их способность адаптации к меняющимся внешним условиям, их сложный жизненный цикл, их «модус операнди», не имеющий аналогов в животном мире. Эта книга максимально доступным языком, с использованием множества примеров рассказывает о том, чем занимается наука паразитология.
Наш прекрасный мир и его чудесная природа обрели свой вид только благодаря грибам, без которых немыслима ни одна экосистема. Без них не было бы ни наших лесов, ни нашего климата, да и, возможно, самой жизни. Грибы вездесущи, и, если использовать их правильно, они могут помочь нам в совершенно неожиданных областях. Грибы – партнеры, грибы – мастера утилизации отходов, грибы – чудо-лекарство, грибы – источник страсти… Известный австрийский биолог и специалист по охране природы, автор более 20 книг Роберт Хофрихтер, обобщая научные данные и собственный профессиональный и жизненный опыт, расскажет в этой книге о многом, чего мы до сих пор не знали о грибах.
Книга рассказывает о прошлом, настоящем и будущем самых, быть может, загадочных созданий на Земле. О том, как выглядели древнейшие, ранние киты, как эти обитавшие на суше животные миллионы лет назад перешли к водному образу жизни, мы узнаем по окаменелостям. Поиск ископаемых костей китов и работа по анатомическому описанию существующих видов приводила автора в самые разные точки планеты: от пустыни Атакама в Чили, где обнаружено самое большое в мире кладбище древних китов — Серро-Баллена, до китобойной станции в Исландии, от арктических до антарктических морей. Киты по-прежнему остаются загадочными созданиями.
Птичьи яйца – важная составляющая нашей культуры, символ плодовитости, неотъемлемый атрибут религиозных верований и мифологических представлений. Издревле за яйцами охотились коллекционеры и зачастую рисковали жизнью, взбираясь по скалистым склонам в поисках уникальных экземпляров. Казалось бы, яйцо устроено очень просто – но эта простота лишь кажущаяся. Один из ведущих орнитологов современности, известный британский популяризатор науки, обладатель множества наград за исследования в области поведенческой экологии и орнитологии, Тим Беркхед делится своими уникальными знаниями и раскрывает множество тайн этого настоящего чуда природы.
Как происходит дыхание? Почему нам порой не хватает воздуха и какое отношение имеет к этому маленькая Русалочка? Как наши эмоции влияют на дыхание? Почему мы кашляем, но не чувствуем боли в дыхательных путях? Может ли вырасти новое легкое? Как самый большой орган нашего тела защищается от микробов и вредных веществ. И самое главное: что мы можем предпринять, чтобы этот чудесный орган сохранял свою работоспособность всю жизнь? Обо всем этом увлекательно и захватывающе повествует специалист по легким Кай-Михаэль Бе. Для широкого круга читателей.
Книга основателя Игнобелевской (Шнобелевской) премии — сборник эссе о самых разных исследованиях вполне почтенных ученых. Только вот предмет этих исследований заставляет читателей сначала рассмеяться, а потом задуматься о весьма серьезных вещах. Почему чаще всего крадут книги по этике? Как найти оптимальный способ нарезки ветчины с помощью математики? Отчего танцоры в Вегасе получают большие чаевые в определенные месяцы? И какое ухо лучше распознает ложь — правое или левое? Абрахамс рассказывает о подобных довольно странных исследованиях в области биологии, физики, математики и других наук с большим юмором, иронией и — глубоким знанием человеческой природы.
…Люди научились точно учитывать время, когда развилась астрономия — наука о небесных светилах. Только благодаря астрономии мы умеем точно ответить на вопросы: «который час?», «какое сегодня число?», так как эта наука дала правила выверки часов и правила счета дней и годов, то есть то, что называется календарем. Объяснению этих правил и посвящена предлагаемая брошюра.
Каким образом научились записывать звук, какие для этого пришлось придумать машины, как совершенствовались эти машины со временем, какую роль играет искусство записи и повторения звука в современной жизни — обо всем этом и рассказывается в нашей книге.
В брошюре Г. И. Покровского «Наука и техника в современных войнах» говорится о большой роли современной науки и техники в военном деле. Автор рассматривает важнейшие проблемы естественных и технических наук, связанные с военным делом. Брошюра не претендует на полноту освещения затронутых в ней вопросов, на всестороннее их рассмотрение. Автор стремился дать материал для суждений на эту тему, помочь военнослужащим в развитии творческой мысли и в самостоятельной работе по обобщению опыта учебы, воспитания и боевой подготовки, в выработке смелого, верного научного предвидения, чтобы никакие неожиданности не могли застать их врасплох.Брошюра рассчитана на офицеров Советской Армии, Авиации и Флота.
В последние годы развития радиотехники возникло большое число новых применений радио. Этот период, по словам видного советского радиоспециалиста академика А.И. Берга, является «началом эпохи радиоэлектроники, так как именно в эти годы началось широчайшее внедрение радиоэлектронных методов во все отрасли науки, техники и народного хозяйства»…