Электрический ток в газах обеспечивают: Как возникает электрический ток в газах. Введение

Физика — 9

Существует два способа создания в газе свободных носителей заряда:

1. Ионизация молекул газа под внешним воздействием. Внешние воздействия, ионизирующие нейтральные атомы и молекулы газа, называются ионизаторами. Ионизаторами внешнего воздействия являются: высокая температура, излучение, “бомбардировка ” высокоскоростными частицами и др.

2. Обеспечение газовой среды заряженными частицами со стороны (электронами и ионами). Например, пламя горящей свечи обеспечивает воздух такими свободными носителями заряда, как положительные и отрицательные ионы.

Как ионизируется газ под внешним воздействием?

Атомы (или молекулы) нагретого до высокой температуры газа обладают такой большой скоростью, что при столкновении друг с другом распадаются на электроны и положительные ионы (b).

При этом процессе в газе возникают также отрицательные ионы: присоединив к себе свободные электроны, атомы нейтрального газа превращаются в отрицательные ионы (c). Так происходит ионизация газа. При помещении ионизированного газа во внешнее электрическое поле свободные электроны, положительные и отрицательные ионы приобретают упорядоченное движение и обеспечивают электропроводность газа.

• Протекание электрического тока через газ называется газовым разрядом. Электрический ток в газах это упорядоченное (направленное) движение электронов, положительных и отрицательных ионов.

При прекращении действия ионизатора электроны и положительные ионы, сблизившись друг с другом, опять превращаются в нейтральные атомы. Этот процесс называется рекомбинацией. В результате рекомбинации зарядов газ снова превращается в диэлектрик и, несмотря на наличие внешнего электрического поля, газовый разряд прекращается.

• Газовый разряд, происходящий под действием ионизатора, называется несамостоятельным разрядом.

Как возникает электрический ток в газах. Введение

Электрический ток в газах в нормальных условиях невозможен. То есть при атмосферной влажности давлении и температуре в газе отсутствуют носители зарядов. Это свойство газа, в частности воздуха, используется в воздушных линиях передач выключателях реле для обеспечения электрической изоляции.

Но при определенных условиях в газах может наблюдутся ток. Проведем опыт. Для него нам понадобится воздушный конденсатор электрометр и соединительные провода. Для начала соединим электрометр с конденсатором. Потом сообщим заряд пластинам конденсатора. Электрометр при этом покажет наличие этого самого заряда. Воздушный конденсатор некоторое время будет хранить заряд. То есть тока между его пластинами не будет. Это говорит о том что воздух между обкладками конденсатора обладает диэлектрическими свойствами.

Рисунок 1 — Заряженный конденсатор подключенный к электрометру

Далее внесем в промежуток между пластинами пламя свечи. При этом увидим, что электрометр покажет уменьшение заряда на пластинах конденсатора. То есть в зазоре между пластинами протекает ток. Почему же это происходит.

Рисунок 2 — Внесение свечи в зазор между обкладками заряженного конденсатора

В нормальных условиях молекулы газа электрически нейтральны. И не способны обеспечивать ток. Но при повышении температуры наступает так называемая ионизация газа, и он становится проводником. В газе появляются положительные и отрицательные ионы.

Чтобы от атома газа оторвался электрон необходимо совершить работу против Кулоновских сил. Для этого необходима энергия. Эту энергию атом получает с увеличением температуры. Так как кинетическая энергия теплового движения прямо пропорционально температуре газа. То с ее увеличение молекулы и атомы получают достаточно энергии, чтобы при соударении от атомов отрывались электроны. Такой атом становится положительным ионом. Оторванный электрон может прицепиться к другому атому тогда он станет отрицательным ионом.

В итоге в зазоре между пластинами появляются положительные и отрицательные ионы, а также электроны. Все они начинают двигаться под действием поля созданного зарядами на обкладках конденсатора. Положительные ионы движутся к катоду. Отрицательные ионы и электроны стремятся к аноду. Таким образом, в воздушном зазоре обеспечивается ток.

Зависимость тока от напряжения не на всех участках подчиняется закону Ома. На первом участке это так с увеличением напряжения увеличивается количество ионов а, следовательно, и ток. Далее на втором участке наступает насыщение, то есть с увеличением напряжения ток не увеличивается. Потому что концентрация ионов максимальна и новым появляется просто неоткуда.

Рисунок3 — вольтамперная характеристика воздушного зазора

На третьем участке вновь наблюдается рост тока с увеличением напряжения. Этот участок называется самостоятельным разрядом. То есть для поддержания тока в газе уже не нужны сторонние ионизаторы. Происходит это из за того что, электроны при высоком напряжении, получают достаточную энергию для того чтобы выбивать другие электроны из атомов самостоятельно. Эти электроны в свою очередь выбивают другие и так далее. Процесс идет лавинообразно. И основную проводимость в газе обеспечивают уже электроны.

Это краткий пересказ.

Работа над полной версией
продолжается

Лекция

2

1

Ток в газах

1.
Общие положения

Определение:

Явление прохождения электрического тока в газах называется газовым
разрядом
.

Поведение газов сильно зависит от его параметров,
таких как температура и давление, причем эти параметры достаточно легко меняются.
Поэтому, протекание электрического тока в газах является более сложным, чем в
металлах или в вакууме.

Газы не подчиняются закону Ома.

2.
Ионизация и рекомбинация

Газ, находящийся при нормальных условиях, состоит практически
из нейтральных молекул, поэтому, крайне плохо проводит электрический ток.
Однако при внешних воздействиях от атома может оторваться электрон и появляется
положительно заряженный ион. Кроме того, электрон может присоединиться к
нейтральному атому и образовать отрицательно заряженный ион. Таким образом,
можно получить ионизованный газ, т.е. плазму.

К внешним воздействиям относятся нагрев, облучение
энергичным фотонам, бомбардировка другими частицами и сильные поля, т.е. те же
условия, которые необходимы для элементарной эмиссии.

Электрон в атоме находится в потенциальной яме, и
чтобы вырваться оттуда, необходимо атому сообщить дополнительную энергию,
которая называется энергией ионизации.

Наряду с явлением ионизации наблюдается и явление
рекомбинации, т. е. объединение электрона и положительного иона в нейтральный атом.
Данный процесс происходит с выделением энергии, равной энергии
ио
низации. Эта энергия может пойти на излучение или на нагрев. Локальный
нагрев газа приводит к локальному изменению давления. Что в свою очередь
приводит к появлению звуковых волн. Таким образом, газовый разряд
сопровождается световыми, тепловыми и шумовыми эффектами.

3.
ВАХ газового разряда.

На начальных стадиях необходимо действие внешнего
ионизатора.

На участке ОАВ ток существует под действием внешнего
ионизатора и быстро выходит на насыщение, когда все ионизованные частицы
участвуют в образовании тока. Если убрать внешний ионизатор, то ток
прекращается.

Данный вид разряда называется несамостоятельным
газовым разрядом. При попытке увеличить напряжение в газе появляются лавины
электронов, и ток растет практически при постоянном напряжении, которое
называется напряжением зажигания (ВС
).

С этого момента разряд становится самостоятельным и
отпадает необходимость внешнего ионизатора. Число ионов может стать столь
большим, что сопротивление межэлектродного промежутка уменьшится и
соответственно упадет напряжение (СД).

Затем в межэлектродном промежутке область прохождения
тока начинает сужаться, и сопротивление растет, а

следовательно, растет напряжение (ДЕ).

При попытке увеличить напряжение газ становится
полностью ионизованным. Сопротивление и напряжение падает до нуля, и ток
вырастает во много раз. Получается дуговой разряд (Е
F

).

ВАХ показывает, что газ совершенно не подчиняется
закону Ома.

4.
Процессы в газе

Процессы, которые могут привести к
образованию лавин электронов показаны
на рисунке.

Это
элементы качественной теории Таунсенда
.

5.
Тлеющий разряд.

При низких давлениях и небольших напряжениях можно
наблюдать этот разряд.

К – 1 (темное астоново

пространство).

1 – 2 (светящаяся катодная пленка).

2 – 3 (темное круксово

пространство).

3 – 4 (первое катодное свечение).

4 – 5 (темное фарадеево

пространство)

5 – 6 (положительный анодный столб).

6 – 7 (анодное темное пространство).

7 – А (анодное свечение).

Если сделать анод подвижным, то длину положительного столба можно
регулировать, практически не меняя размеры области К
–
5.

В темных областях происходит разгон частиц и набор
энергии, в светлых происходят процессы ионизации и рекомбинации.

Электрическим током называют поток, который обусловлен упорядоченным движением электрически заряженных частиц. Движение зарядов принято за направление электрического тока. Электрический ток может быть кратковременным и долговременным.

Понятие электрического тока

При грозовом разряде может возникнуть электрический ток, который называют кратковременным. А для поддержания тока в течение длительного времени необходимо наличие электрического поля и свободных носителей электрического заряда.

Электрическое поле создают тела, заряженные разноименно. Силой тока называют отношение заряда, переносимое через поперечное сечение проводника за интервал времени, к этому интервалу времени. Измеряется она в Амперах.

Рис. 1. Формула силы тока

Электрический ток в газах

Молекулы газа в обычных условиях не проводят электрический ток. Они являются изоляторами (диэлектриками). Однако, если изменить условия окружающей среды, то газы могут стать проводниками электричества. В результате ионизации (при нагреве или под действием радиоактивного излучения) возникает электрический ток в газах, который часто заменяют термином «электрический разряд».

Самостоятельные и несамостоятельные газовые разряды

Разряды в газе могут быть самостоятельными и несамостоятельными. Ток начинает существовать, когда появляются свободные заряды. Несамостоятельные разряды существуют пока на него действует сила извне, то есть внешний ионизатор. То есть, если внешний ионизатор перестал действовать, то и ток прекращается.

Самостоятельный разряд электрического тока в газах существует даже после прекращения действия внешнего ионизатора. Самостоятельные разряды в физике подразделяются на тихий, тлеющий, дуговой, искровой, коронный.

• Тихий
  
  – самый слабый из самостоятельных разрядов. Сила тока в нем очень мала (не более 1 мА). Он не сопровождается звуковыми или световыми явлениями.
• Тлеющий
  
  – если увеличить напряжение в тихом разряде, он переходит на следующий уровень – в тлеющий разряд. В этом случае появляется свечение, которое сопровождается рекомбинацией. Рекомбинация
  
  – обратный процесс ионизации, встреча электрона и положительного иона. Применяется в бактерицидных и осветительных лампах.

Рис. 2. Тлеющий разряд

• Дуговой
  
  – сила тока колеблется от 10 А до 100 А. Ионизация при этом равна почти 100%. Этот тип разряда возникает, например, при работе сварочного аппарата.

Рис. 3. Дуговой разряд

• Искровой
  
  – можно считать одним из видов дугового разряда. Во время такого разряда за очень короткое время протекает определенное количество электричества.
• Коронный разряд
  
  – ионизация молекул происходит вблизи электродов с малыми радиусами кривизны. Этот вид заряда происходит тогда, когда напряженность электрического поля резко изменяется.

Что мы узнали?

Сами по себе атомы и молекулы газа нейтральны. Они заряжаются при воздействии извне. Если говорить кратко об электрическом токе в газах, то он представляет собой направленное движение частиц (положительных ионов к катоду и отрицательных ионов к аноду). Также важным является, что при ионизации газа, его проводящие свойства улучшаются.

В природе не существует абсолютных диэлектриков. Упорядоченное движение частиц — носителей электрического заряда, — то есть ток, можно вызвать в любой среде, однако для этого необходимы особые условия. Мы рассмотрим здесь, как протекают электрические явления в газах и как газ можно из очень хорошего диэлектрика превратить в очень хороший проводник. Нас будет интересовать, при каких условиях возникает, а также какими особенностями характеризуется электрический ток в газах.

Электрические свойства газов

Диэлектрик — это вещество (среда), в котором концентрация частиц — свободных носителей электрического заряда — не достигает сколько-нибудь значимой величины, вследствие чего проводимость пренебрежимо мала. Все газы — хорошие диэлектрики. Их изолирующие свойства используются повсеместно. Например, в любом выключателе размыкание цепи происходит, когда контакты приводятся в такое положение, чтобы между ними образовался воздушный зазор. Провода в линиях электропередач также изолируются друг от друга воздушным слоем.

Структурной единицей любого газа является молекула. Она состоит из атомных ядер и электронных облаков, то есть представляет собой совокупность электрических зарядов, некоторым образом распределенных в пространстве. Молекула газа может быть вследствие особенностей своего строения либо поляризоваться под действием внешнего электрического поля. Подавляющее большинство молекул, составляющих газ, в обычных условиях электрически нейтральны, поскольку заряды в них компенсируют друг друга.

Если приложить к газу электрическое поле, молекулы примут дипольную ориентацию, занимая пространственное положение, компенсирующее воздействие поля. Присутствующие в газе заряженные частицы под действием кулоновских сил начнут движение: положительные ионы — в направлении катода, отрицательные ионы и электроны — к аноду. Однако если поле имеет недостаточный потенциал, единый направленный поток зарядов не возникает, и можно говорить скорее об отдельных токах, настолько слабых, что ими следует пренебречь. Газ ведет себя как диэлектрик.

Таким образом, для возникновения электрического тока в газах необходима большая концентрация свободных носителей заряда и присутствие поля.

Ионизация

Процесс лавинообразного увеличения числа свободных зарядов в газе называют ионизацией. Соответственно, газ, в котором присутствует значительное количество заряженных частиц, называется ионизированным. Именно в таких газах создается электрический ток.

Процесс ионизации связан с нарушением нейтральности молекул. Вследствие отрыва электрона возникают положительные ионы, присоединение электрона к молекуле приводит к образованию отрицательного иона. Кроме того, в ионизированном газе много свободных электронов. Положительные ионы и особенно электроны — главные носители заряда при электрическом токе в газах.

Ионизация происходит, когда частице сообщается некоторое количество энергии. Так, внешний электрон в составе молекулы, получив эту энергию, может покинуть молекулу. Взаимные столкновения заряженных частиц с нейтральными приводят к выбиванию новых электронов, и процесс принимает лавинообразный характер. Кинетическая энергия частиц также возрастает, что значительно способствует ионизации.

Откуда берется энергия, затрачиваемая на возбуждение в газах электрического тока? Ионизация газов имеет несколько источников энергии, соответственно которым принято именовать и ее типы.

1. Ионизация электрическим полем. В этом случае потенциальная энергия поля преобразуется в кинетическую энергию частиц.
2. Термоионизация. Повышение температуры также ведет к образованию большого количества свободных зарядов.
3. Фотоионизация. Суть данного процесса в том, что энергию электронам сообщают кванты электромагнитного излучения — фотоны, если они имеют достаточно высокую частоту (ультрафиолетовые, рентгеновские, гамма-кванты).
4. Ударная ионизация является результатом преобразования кинетической энергии сталкивающихся частиц в энергию отрыва электрона. Наряду с термоионизацией, она служит основным фактором возбуждения в газах электрического тока.

Каждый газ характеризуется определенной пороговой величиной — энергией ионизации, необходимой для того, чтобы электрон мог оторваться от молекулы, преодолев потенциальный барьер. Эта величина для первого электрона составляет от нескольких вольт до двух десятков вольт; для отрыва следующего электрона от молекулы нужно больше энергии и так далее.

Следует учитывать, что одновременно с ионизацией в газе протекает обратный процесс — рекомбинация, то есть восстановление нейтральных молекул под действием кулоновских сил притяжения.

Газовый разряд и его типы

Итак, электрический ток в газах обусловлен упорядоченным движением заряженных частиц под действием приложенного к ним электрического поля. Наличие таких зарядов, в свою очередь, возможно благодаря различным факторам ионизации.

Так, термоионизация требует значительных температур, но открытое пламя в связи с некоторыми химическими процессами способствует ионизации. Даже при сравнительно невысокой температуре в присутствии пламени фиксируется появление в газах электрического тока, и опыт с проводимостью газа позволяет легко в этом убедиться. Надо поместить пламя горелки или свечи между обкладками заряженного конденсатора. Цепь, разомкнутая прежде из-за воздушного зазора в конденсаторе, замкнется. Включенный в цепь гальванометр покажет наличие тока.

Электрический ток в газах называется газовым разрядом. Нужно иметь в виду, что для поддержания стабильности разряда действие ионизатора должно быть постоянным, так как из-за постоянной рекомбинации газ теряет электропроводящие свойства. Одни носители электрического тока в газах — ионы — нейтрализуются на электродах, другие — электроны, — попадая на анод, направляются к «плюсу» источника поля. Если ионизирующий фактор перестанет действовать, газ немедленно снова станет диэлектриком, и ток прекратится. Такой ток, зависимый от действия внешнего ионизатора, называется несамостоятельным разрядом.

Особенности прохождения электрического тока через газы описываются особой зависимостью силы тока от напряжения — вольт-амперной характеристикой.

Рассмотрим развитие газового разряда на графике вольт-амперной зависимости. При повышении напряжения до некоторого значения U 1 ток нарастает пропорционально ему, то есть выполняется закон Ома. Возрастает кинетическая энергия, а следовательно, и скорость зарядов в газе, и этот процесс опережает рекомбинацию. При значениях напряжения от U 1 до U 2 такое соотношение нарушается; при достижении U 2 все носители зарядов достигают электродов, не успевая рекомбинировать. Все свободные заряды задействованы, и дальнейшее повышение напряжения не приводит к увеличению силы тока. Такой характер движения зарядов называется током насыщения. Таким образом, можно сказать, что электрический ток в газах обусловлен также особенностями поведения ионизированного газа в электрических полях различной напряженности.

Когда разность потенциалов на электродах достигает определенного значения U 3 , напряжение становится достаточным, чтобы электрическое поле вызвало лавинообразную ионизацию газа. Кинетической энергии свободных электронов уже хватает для ударной ионизации молекул. Скорость их при этом в большинстве газов составляет около 2000 км/с и выше (она рассчитывается по приближенной формуле v=600 U i , где U i — ионизационный потенциал). В этот момент происходит пробой газа и существенное возрастание тока за счет внутреннего источника ионизации. Поэтому такой разряд называется самостоятельным.

Наличие внешнего ионизатора в данном случае уже не играет роли для поддержания в газах электрического тока. Самостоятельный разряд в разных условиях и при различных характеристиках источника электрического поля может иметь те или иные особенности. Выделяют такие типы самостоятельного разряда, как тлеющий, искровой, дуговой и коронный. Мы рассмотрим, как ведет себя электрический ток в газах, кратко для каждого из этих типов.

В достаточно разности потенциалов от 100 (и даже меньше) до 1000 вольт для возбуждения самостоятельного разряда. Поэтому тлеющий разряд, характеризующийся малым значением силы тока (от 10 -5 А до 1 А), возникает при давлениях не более нескольких миллиметров ртутного столба.

В трубке с разреженным газом и холодными электродами формирующийся тлеющий разряд выглядит как тонкий светящийся шнур между электродами. Если продолжить откачку газа из трубки, будет наблюдаться размывание шнура, а при давлениях в десятые доли миллиметров ртутного столба свечение заполняет трубку практически полностью. Свечение отсутствует вблизи катода — в так называемом темном катодном пространстве. Остальная часть называется положительным столбом. При этом главные процессы, обеспечивающие существование разряда, локализуются именно в темном катодном пространстве и в прилегающей к нему области. Здесь происходит ускорение заряженных частиц газа, выбивающих из катода электроны.

При тлеющем разряде причиной ионизации является электронная эмиссия с катода. Испущенные катодом электроны производят ударную ионизацию молекул газа, возникающие положительные ионы вызывают вторичную эмиссию с катода и так далее. Свечение положительного столба связано в основном с отдачей фотонов возбужденными молекулами газа, и для различных газов характерно свечение определенного цвета. Положительный столб принимает участие в формировании тлеющего разряда только в качестве участка электрической цепи. Если сближать электроды, можно добиться исчезновения положительного столба, но при этом разряд не прекратится. Однако с дальнейшим сокращением расстояния между электродами тлеющий разряд не сможет существовать.

Необходимо отметить, что для данного типа электрического тока в газах физика некоторых процессов еще не прояснена полностью. Например, пока остается неясной природа сил, вызывающих при увеличении тока расширение на поверхности катода области, которая принимает участие в разряде.

Искровой разряд

Искровой пробой имеет импульсный характер. Он возникает при давлениях, близких к нормальному атмосферному, в случаях, когда мощности источника электрического поля недостаточно для поддержания стационарного разряда. Напряженность поля при этом велика и может достигать 3 МВ/м. Явление характеризуется резким возрастанием разрядного электрического тока в газе, одновременно напряжение чрезвычайно быстро падает, и разряд прекращается. Далее снова возрастает разность потенциалов, и весь процесс повторяется.

При этом типе разряда формируются кратковременные искровые каналы, рост которых может начинаться с любой точки между электродами. Это связано с тем, что ударная ионизация происходит случайным образом в местах, где в данный момент концентрируется наибольшее количество ионов. Вблизи искрового канала газ быстро нагревается и испытывает тепловое расширение, вызывающее акустические волны. Поэтому искровой разряд сопровождается треском, а также выделением теплоты и ярким свечением. Процессы лавинной ионизации порождают в искровом канале высокие давления и температуры до 10 тысяч градусов и выше.

Ярчайшим примером природного искрового разряда служит молния. Диаметр главного искрового канала молнии может составлять от нескольких сантиметров до 4 м, а длина канала достигать 10 км. Величина силы тока доходит до 500 тыс. ампер, а разность потенциалов между грозовым облаком и поверхностью Земли достигает миллиарда вольт.

Наиболее длинная молния протяженностью 321 км наблюдалась в 2007 году в Оклахоме, США. Рекордсменом по продолжительности стала молния, зафиксированная в 2012 году во Французских Альпах — она длилась свыше 7,7 секунды. При ударе молнии воздух может разогреться до 30 тысяч градусов, что в 6 раз превышает температуру видимой поверхности Солнца.

В тех случаях, когда мощность источника электрического поля достаточно велика, искровой разряд развивается в дуговой.

Этот вид самостоятельного разряда характеризуется большой плотностью тока и малым (меньше, чем при тлеющем разряде) напряжением. Дистанция пробоя невелика благодаря близкому расположению электродов. Разряд инициируется испусканием электрона с поверхности катода (для атомов металлов потенциал ионизации невелик по сравнению с молекулами газов). Во время пробоя между электродами создаются условия, при которых газ проводит электрический ток, и возникает искровой разряд, замыкающий цепь. Если мощность источника напряжения достаточно велика, искровые разряды переходят в устойчивую электрическую дугу.

Ионизация при дуговом разряде достигает почти 100%, сила тока очень велика и может составлять от 10 до 100 ампер. При атмосферном давлении дуга способна нагреваться до 5-6 тысяч градусов, а катод — до 3 тысяч градусов, что приводит к интенсивной термоэлектронной эмиссии с его поверхности. Бомбардировка анода электронами приводит к частичному разрушению: на нем образуется углубление — кратер с температурой около 4000 °C. Увеличение давления влечет за собой еще больший рост температур.

При разведении электродов дуговой разряд остается устойчивым до некоторого расстояния, что позволяет бороться с ним на тех участках электрооборудования, где он вреден из-за вызываемой им коррозии и выгорания контактов. Это такие устройства, как высоковольтные и автоматические выключатели, контакторы и прочие. Одним из методов борьбы с дугой, возникающей при размыкании контактов, является использование дугогасительных камер, основанных на принципе удлинения дуги. Применяются и многие другие методы: шунтирование контактов, использование материалов с высоким потенциалом ионизации и так далее.

Развитие коронного разряда происходит при нормальном атмосферном давлении в резко неоднородных полях у электродов, обладающих большой кривизной поверхности. Это могут быть шпили, мачты, провода, различные элементы электрооборудования, имеющие сложную форму, и даже волосы человека. Такой электрод называется коронирующим. Ионизационные процессы и, соответственно, свечение газа имеют место только вблизи него.

Корона может формироваться как на катоде (отрицательная корона) при бомбардировке его ионами, так и на аноде (положительная) в результате фотоионизации. Отрицательная корона, в которой ионизационный процесс как следствие термоэмиссии направлен от электрода, характеризуется ровным свечением. В положительной короне могут наблюдаться стримеры — светящиеся линии ломаной конфигурации, могущие превратиться в искровые каналы.

Примером коронного разряда в природных условиях являются возникающие на остриях высоких мачт, верхушках деревьев и так далее. Образуются они при большой напряженности электрического поля в атмосфере, часто перед грозой или во время метели. Кроме того, их фиксировали на обшивке самолетов, попавших в облако вулканического пепла.

Коронный разряд на проводах ЛЭП ведет к значительным потерям электроэнергии. При большом напряжении коронный разряд может переходить в дуговой. Борьбу с ним ведут различными способами, например, путем увеличения радиуса кривизны проводников.

Электрический ток в газах и плазма

Полностью или частично ионизированный газ называется плазмой и считается четвертым агрегатным состоянием вещества. В целом плазма электрически нейтральна, так как суммарный заряд составляющих ее частиц равен нулю. Это отличает ее от других систем заряженных частиц, таких как, например, электронные пучки.

В природных условиях плазма образуется, как правило, при высоких температурах вследствие столкновения атомов газа на больших скоростях. Подавляющая часть барионной материи во Вселенной пребывает в состоянии плазмы. Это звезды, часть межзвездного вещества, межгалактический газ. Земная ионосфера также представляет собой разреженную слабо ионизированную плазму.

Степень ионизации является важной характеристикой плазмы — от нее зависят проводящие свойства. Степень ионизации определяется как отношение количества ионизированных атомов к общему количеству атомов в единице объема. Чем сильнее ионизирована плазма, тем выше ее электропроводность. Кроме того, ей присуща высокая подвижность.

Мы видим, таким образом, что газы, проводящие электрический ток, в пределах канала разряда являют собой не что иное, как плазму. Так, тлеющий и коронный разряды — это примеры холодной плазмы; искровой канал молнии или электрическая дуга — примеры горячей, практически полностью ионизованной плазмы.

Электрический ток в металлах, жидкостях и газах — различия и сходство

Рассмотрим особенности, которыми характеризуется газовый разряд в сравнении со свойствами тока в других средах.

В металлах ток — это направленное движение свободных электронов, не влекущее за собой химических изменений. Проводники такого типа называют проводниками первого рода; к ним относятся, кроме металлов и сплавов, уголь, некоторые соли и оксиды. Их отличает электронная проводимость.

Проводники второго рода — это электролиты, то есть жидкие водные растворы щелочей, кислот и солей. Прохождение тока сопряжено с химическим изменением электролита — электролизом. Ионы вещества, растворенного в воде, под действием разности потенциалов перемещаются в противоположные стороны: положительные катионы — к катоду, отрицательные анионы — к аноду. Процесс сопровождается выделением газа либо отложением слоя металла на катоде. Проводникам второго рода присуща ионная проводимость.

Что касается проводимости газов, то она, во-первых, временная, во-вторых, имеет признаки сходства и различия с каждым из них. Так, электрический ток и в электролитах, и в газах — это направленный к противоположным электродам дрейф разноименно заряженных частиц. Однако в то время как электролиты характеризуются чисто ионной проводимостью, в газовом разряде при сочетании электронного и ионного типов проводимости ведущая роль принадлежит электронам. Еще одно различие электрического тока в жидкостях и в газах состоит в природе ионизации. В электролите молекулы растворенного соединения диссоциируют в воде, в газе же молекулы не разрушаются, а только теряют электроны. Поэтому газовый разряд, как и ток в металлах, не связан с химическими изменениями.

Неодинакова также и тока в жидкостях и газах. Проводимость электролитов в целом подчиняется закону Ома, а при газовом разряде он не соблюдается. Вольт-амперная характеристика газов имеет гораздо более сложный характер, связанный со свойствами плазмы.

Следует упомянуть и об общих и отличительных чертах электрического тока в газах и в вакууме. Вакуум — это почти идеальный диэлектрик. «Почти» — потому что в вакууме, несмотря на отсутствие (точнее, чрезвычайно малую концентрацию) свободных носителей заряда, тоже возможен ток. Но в газе потенциальные носители уже присутствуют, их только необходимо ионизировать. В вакуум носители заряда вносятся из вещества. Как правило, это происходит в процессе электронной эмиссии, например при нагревании катода (термоэлектронная эмиссия). Но и в различных типах газовых разрядов эмиссия, как мы видели, играет важную роль.

Применение газовых разрядов в технике

О вредном воздействии тех или иных разрядов вкратце речь уже шла выше. Теперь обратим внимание на пользу, которую они приносят в промышленности и в быту.

Тлеющий разряд применяют в электротехнике (стабилизаторы напряжения), в технологии нанесения покрытий (метод катодного распыления, основанный на явлении коррозии катода). В электронике его используют для получения ионных и электронных пучков. Широко известной областью применения тлеющего разряда являются люминесцентные и так называемые экономичные лампы и декоративные неоновые и аргоновые газоразрядные трубки. Кроме того, тлеющий разряд применяют в и в спектроскопии.

Искровой разряд находит применение в предохранителях, в электроэрозионных методах точной обработки металлов (искровая резка, сверление и так далее). Но наиболее известен он благодаря использованию в свечах зажигания двигателей внутреннего сгорания и в бытовой технике (газовые плиты).

Дуговой разряд, будучи впервые использован в осветительной технике еще в 1876 году (свеча Яблочкова — «русский свет»), до сих пор служит в качестве источника света — например, в проекционных аппаратах и мощных прожекторах. В электротехнике дуга используется в ртутных выпрямителях. Кроме того, она применяется в электросварке, в резке металла, в промышленных электропечах для выплавки стали и сплавов.

Коронный разряд находит применение в электрофильтрах для ионной очистки газов, в счетчиках элементарных частиц, в молниеотводах, в системах кондиционирования воздуха. Также коронный разряд работает в копировальных аппаратах и лазерных принтерах, где посредством его производится заряд и разрядка светочувствительного барабана и перенос порошка с барабана на бумагу. {19}Кл;

E – направление поля;

l – длина свободного пробега между двумя последовательными столкновениями электрона с атомами газа.

A_{поля}=eEl\geq W – условие ионизации

W – энергия ионизации, т.е. энергия, необходимая для того, чтобы вырвать из атома электрон

Число электронов увеличивается в геометрической прогрессии, в результате возникает электронная лавина, а следовательно разряд в газе.

Электрический ток в жидкости

Жидкости так же, как и твердые тела могут быть диэлектриками, проводниками и полупроводниками. К числу диэлектриков относится дистиллированная вода, к проводникам – растворы электролитов: кислот, щелочей, солей и расплавы металлов. Жидкими полупроводниками являются расплавленный селен, расплавы сульфидов.

Электролитическая диссоциация

При растворении электролитов под влиянием электрического поля полярных молекул воды происходит распад молекул электролитов на ионы. Например, CuSO_{4}\rightarrow Cu^{2+}+SO^{2-}_{4}.

Наряду с диссоциацией идет обратный процесс – рекомбинация, т.е. объединение ионов противоположных знаков в нейтральные молекулы.

Носителями электричества в растворах электролитов являются ионы. Такая проводимость называется ионной.

Электролиз

Если в ванну с раствором электролита поместить электроды и пустить ток, то отрицательные ионы будут двигаться к положительному электроду, а положительные – к отрицательному.

На аноде (положительном электроде) отрицательно заряженные ионы отдают лишние электроны (окислительная реакция), а на катоде (отрицательном электроде) положительные ионы получают недостающие электроны (восстановительная реакция).

Определение. Процесс выделения на электродах веществ, связанный с окислительно-восстановительными реакциями называется электролизом.

Законы Фарадея

I. Масса вещества, которая выделяется на электроде, прямо пропорциональна заряду, протекшему через электролит:

m=kq

k – электрохимический эквивалент вещества. {4}\frac{Кл}{моль}

Объединенный закон электролиза

Подставим k в выражение для m (I закон Фарадея), получаем:

m=kI\Delta t=\frac{1}{F}\frac{\mu}{n}I\Delta t

m=\frac{1}{F}\frac{\mu}{n}I\Delta t

F=N_{A}\cdot e , где N_{A} – постоянная Авогадро; e – заряд электрона

m=\frac{1}{N_{A}\cdot e}\frac{\mu}{n}I\Delta t

Физический смысл электрохимического эквивалента.

Электрохимический эквивалент равен отношению массы иона к его заряду:

k=\frac{m_{oi}}{q_{oi}}

Сварка, виды сварки, история сварки

Сварка — технологический процесс соединения твёрдых материалов в результате действия межатомных сил, которое происходит при местном сплавлении или совместном пластическом деформировании свариваемых частей. Сваркой получают изделия из металла и неметаллических материалов (стекла, керамики, пластмасс и др.). Изменяя режимы сварки, можно наплавлять слои металла различной толщины и различного состава.

На специальном оборудовании в определенных условиях можно осуществлять процессы, противоположные по своей сущности процессу соединения, например огневую, или термическую, резку металлов.

Историческая справка

Простейшие приёмы сварки были известны в 8-7-м тыс. до н. э. В основном сваривались изделия из меди, которые предварительно подогревались, а затем сдавливались. При изготовлении изделий из меди, бронзы, свинца, благородных металлов применялась т. н. литейная сварка. Соединяемые детали заформовывали, подогревали и место соединения заливали заранее приготовленным расплавленным металлом.

Изделия из железа и его сплавов получали их нагревом до «сварочного жара» в кузнечных горнах с последующей проковкой. Этот способ известен под названием горновая, или кузнечная, сварка. Только эти два способа сварки были распространены вплоть до конца 19 в. Толчком к появлению принципиально новых способов соединения металлов явилось открытие в 1802 дугового разряда В. В. Петровым. В 1882 Н. Н. Бенардос и в 1890 Н. Г. Славянов предложили первые практически пригодные способы сварки с использованием электрической дуги. В начале 20 в. дуговая электросварка постепенно стала ведущим промышленным способом соединения металлов. К началу 20 в. относятся и первые попытки применения для сварки и резки горючих газов в смеси с кислородом. Первую ацетилено-кислородную сварочную горелку сконструировал французский инженер Э. Фуше, который получил на неё патент в Германии в 1903. В России этот способ стал известен предположительно к 1905, получил распространение к 1911. Процесс дуговой сварки совершенствовался, появились её разновидности: под флюсом, в среде защитных газов и др. Во 2-й половине 20 в. для сварки стали использовать др. виды энергии: плазму, электронный, фотонный и лазерный лучи, взрыв, ультразвук и др.

Классификация

Современные способы сварки. металлов можно разделить на две большие группы: сварка плавлением, или сварка в жидкой фазе, и сварка давлением, или сварка в твёрдой фазе. При сварке плавлением расплавленный металл соединяемых частей самопроизвольно, без приложения внешних сил соединяется в одно целое в результате расплавления и смачивания в зоне сварки и взаимного растворения материала. При сварке давлением для соединения частей без расплавления необходимо значительное давление. Граница между этими группами не всегда достаточно чёткая, например возможна сварка с частичным оплавлением деталей и последующим сдавливанием их (контактная электросварка). В предлагаемой классификации в каждую группу входит несколько способов. К сварке плавлением относятся: дуговая, плазменная, электрошлаковая, газовая, лучевая и др.; к сварке давлением — горновая, холодная, ультразвуковая, трением, взрывом и др. В основу классификации может быть положен и какой-либо др. признак. Например, по роду энергии могут быть выделены следующие виды сварки электрическая (дуговая, контактная, электрошлаковая, плазменная, индукционная и т. д.), механическая (трением, холодная, ультразвуковая и т. п.), химическая (газовая, термитная), лучевая (фотонная, электронная, лазерная).

Сварка плавлением

Простейший способ сварки — ручная дуговая сварки — основан на использовании электрической дуги. К одному полюсу источника тока гибким проводом присоединяется держатель, к другому — свариваемое изделие. В держатель вставляется угольный или металлический электрод. При коротком прикосновении электрода к изделию зажигается дуга, которая плавит основной металл и стержень электрода (при металлическом электроде), образуя сварочную ванну, дающую при затвердевании сварной шов. Температура сварочной дуги 6000-10000 С (при стальном электроде). Для питания дуги используют ток силой 100-350 а, напряжением 25-40 в от специальных источников.

При дуговой сварке кислород и азот атмосферного воздуха активно взаимодействуют с расплавленным металлом, образуют окислы и нитриды, снижающие прочность и пластичность сварного соединения. Существуют внутренние и внешние способы защиты места сварки введение различных веществ в материал электрода и электродного покрытия (внутренняя защита), введение в зону сварки инертных газов и окиси углерода, покрытие места сварки сварочными флюсами (внешняя защита). При отсутствии внешних средств защиты сварочная дуга называется открытой, при наличии их — защищенной или погруженной. Наибольшее практическое значение имеет электросварка открытой дугой покрытым плавящимся электродом. Высокое качество сварного соединения позволяет использовать этот способ при изготовлении ответственных изделий. Одной из важнейших проблем сварочной техники является механизация и автоматизация дуговой сварки . При изготовлении изделий сложной формы часто более рациональной оказывается полуавтоматическая дуговая сварки , при которой механизирована подача электродной проволоки в держатель сварочного полуавтомата. Защиту дуги осуществляют также сварочным флюсом. Идея этого способа, получившего название сварки под флюсом, принадлежит Н. Г. Славянову (конец 19 в.), применившему в качестве флюса дроблёное стекло. Промышленный способ разработан и внедрён в производство под руководством академика Е. О. Патона (40-е гг. 20 в.). сварка под флюсом получила значительное промышленное применение, т. к. позволяет автоматизировать процесс, является достаточно производительной, пригодна для осуществления различного рода сварных соединений, обеспечивает хорошее качество шва. В процессе С. дуга находится под слоем флюса, который защищает глаза работающих от излучений, но затрудняет наблюдение за формированием шва.

При механизированных способах сварки применяют газовую защиту — сварка в защитных газах, или газоэлектрическая сварка. Идея этого способа принадлежит Н. Н. Бенардосу (конец 19 в.). Сварка осуществляется сварочной горелкой или в камерах, заполненных газом. Газы непрерывно подаются в дугу и обеспечивают высокое качество соединения. Используют инертные и активные газы. Наилучшие результаты даёт применение гелия и аргона. Гелий из-за высокой стоимости его получения используют только при выполнении специальных ответственных работ. Более широко распространена автоматическая и полуавтоматическая сварка в аргоне или в смеси его с другими газами неплавящимся вольфрамовым и плавящимся стальным электродами. Этот способ применим для соединения деталей обычно небольших толщин из алюминия, магния и их сплавов, всевозможных сталей, жаропрочных сплавов, титана и его сплавов, никелевых и медных сплавов, ниобия, циркония, тантала и др. Самый дешёвый способ, обеспечивающий высокое качество, — сварка в углекислом газе, промышленное применение которой разработано в 50-е гг. 20 в. в Центральном научно-исследовательском институте технологии и машиностроения (ЦНИИТМАШ) под руководством К. В. Любавского. Для сварки в углекислом газе используют электродную проволоку. Способ пригоден для соединения изделий из стали толщиной 1-30 мм.

К электрическим способам сварки плавлением относится электрошлаковая сварка, при которой процесс начинается, как при дуговой сварке плавящимся электродом — зажиганием дуги, а продолжается без дугового разряда. При этом значительное количество шлака закрывает сварочную ванну. Источником нагрева металла служит тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через шлак. Способ разработан в институте электросварки им. Е. О. Патона и получил промышленное применение (в конце 50-х гг.). Возможна электрошлаковая сварка металлов толщиной до 200 мм (одним электродом), до 2000 мм (одновременно работающими несколькими электродами). Она целесообразна и экономически выгодна при толщине основного металла более 30 мм. Электрошлаковым способом можно выполнять ремонтные работы, производить наплавку, когда требуется значительная толщина наплавляемого слоя. Способ нашёл применение в производстве паровых котлов, станин прессов, прокатных станов, строительных металлоконструкций и т. п.

Осуществление дуговой электросварки возможно также в воде (пресной и морской). Первый практически пригодный способ сварки под водой был создан в СССР в Московском электромеханическом институте инженеров ж.-д. транспорта в 1932 под руководством К. К. Хренова. Дуга в воде горит устойчиво, охлаждающее действие воды компенсируется небольшим повышением напряжения дуги, которая плавит металл в воде так же легко, как и на воздухе. Сварка производится вручную штучным плавящимся стальным электродом с толстым (до 30% толщины электрода) водонепроницаемым покрытием. Качество сварки несколько ниже, чем на воздухе, металл шва недостаточно пластичен. В 70-е гг. в СССР в институте электросварки им. Е. О. Патона осуществлена сварка под водой полуавтоматом, в котором в качестве электрода использована т. н. порошковая проволока (тонкая стальная трубка, набитая смесью порошков), непрерывно подаваемая в дугу. Порошок является флюсом. Подводная сварка ведётся на глубине до 100 м, получила распространение в судоремонтных и аварийно-спасательных работах.

Один из перспективных способов сварки — плазменная сварка — производится плазменной горелкой. Сущность этого способа сварки состоит в том, что дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием и продувается потоком газа, в результате чего образуется плазма, используемая для высокотемпературного нагрева металла. Перспективная разновидность плазменной сварки — сварка сжатой дугой (газы столба дуги, проходя через калиброванный канал сопла горелки, вытягиваются в тонкую струю). При сжатии дуги меняются её свойства: значительно повышается напряжение дуги, резко возрастает температура (до 20000-30000 С). Плазменная сварка получила промышленное применение для соединения тугоплавких металлов, причём автоматы и полуавтоматы для дуговой сварки легко могут быть приспособлены для плазменной при соответствующей замене горелки. Плазменную сварку используют как для соединения металлов больших толщин (многослойная сварка с защитой аргоном), так и для соединения пластин и проволоки толщиной от десятков мкм до 1 мм (микросварка, сварка. игольчатой дугой). Плазменной струей можно осуществлять также др. виды плазменной обработки, в том числе плазменную резку металлов.

Газовая сварка

Газовая сварка относится к способам сварка плавлением с использованием энергии газового пламени, применяется для соединения различных металлов обычно небольшой толщины — до 10 мм. Газовое пламя с такой температурой получается при сжигании различных горючих в кислороде (водородно-кислородная, бензино-кислородная, ацетилено-кислородная сварка и др. ).

Промышленное применение получила ацетилено-кислородная газовая сварка. Существенное отличие газовой сварки от дуговой сварки — более плавный и медленный нагрев металла, Это обстоятельство определяет применение газовой сварки для соединения металлов малых толщин, требующих подогрева в процессе сварки (например, чугун и некоторые специальные стали), замедленного охлаждения (например, инструментальные стали) и т. д. Благодаря универсальности, сравнительной простоте и портативности оборудования газовая сварка целесообразна при выполнении ремонтных работ. Промышленное применение имеет также газопрессовая сварка стальных труб и рельсов, заключающаяся в равномерном нагреве ацетилено-кислородным пламенем металла в месте стыка до пластического состояния и последующей осадке с прессованием или проковкой.

Перспективными являются появившиеся в 60-е гг. способы лучевой сварки , также осуществляемые без применения давления. Электроннолучевая (электронная) сварка производится сфокусированным потоком электронов. Изделие помещается в камеру, в которой поддерживается вакуум (10-2-10-4 н/м2), необходимый для свободного движения электронов и сохранения концентрированного пучка электронов. От мощного источника электронов (электронной пушки) на изделие направляется управляемый электронный луч, фокусируемый магнитным и электростатическими полями. Концентрация энергии в сфокусированном пятне до 109 вт/см2. Перемещая луч по линии сварки , можно сваривать швы любой конфигурации при высокой скорости. Вакуум способствует меньшему окислению металла шва. Электронный луч плавит и доводит до кипения практически все металлы и используется не только для сварки , но и для резки, сверления отверстий и т. п. Скорость сварки этим способом в 1,5- 2 раза превышает скорость дуговой при аналогичных операциях. Недостаток этого способа — большие затраты на создание вакуума и необходимость высокого напряжения для обеспечения достаточно мощного излучения. Этих недостатков лишён др. способ лучевой сварки — фотонная (световая) сварка. В отличие от электронного луча, световой луч может проходить значительные расстояния в воздухе, не теряя заметно энергии (т. е. отпадает необходимость в вакууме), может почти без ослабления просвечивать прозрачные материалы (стекло, кварц и т. п.), т. е. обеспечивается стерильность зоны сварки при пропускании луча через прозрачную оболочку. Луч фокусируется зеркалом и концентрируется оптической системой (например, кварцевой линзой). При потребляемой мощности 50 квт в луче удаётся сконцентрировать около 15 квт.

Для создания светового луча может служить не только искусственный источник света, но и естественный — Солнце. Этот способ сварки , называется гелиосваркой, применяется в условиях значительной солнечной радиации, Для сварки используется также излучение оптических квантовых генераторов — лазеров, Лазерная сварка занимает видное место в лазерной технологии.

Сварка давлением

Способы сварки в твёрдой фазе дают сварное соединение, прочность которого иногда превышает прочность основного металла. Кроме того, в большинстве случаев при сварке давлением не происходит значительных изменений в химическом составе металла, т. к. металл либо не нагревается, либо нагревается незначительно. Это делает способы сварки давлением незаменимыми в ряде отраслей промышленности (электротехнической, электронной, космической и др.).

Холодная сварка выполняется без применения нагрева, одним только приложением давления, создающим значительную пластическую деформацию (до состояния текучести), которая должна быть не ниже определённого значения, характерного для данного металла. Перед сваркой требуется тщательная обработка и очистка соединяемых поверхностей (осуществляется обычно механическим путём, например вращающимися проволочными щётками). Этот способ сварки достаточно универсален, пригоден для соединения многих металлических изделий (проводов, стержней, полос, тонкостенных труб и оболочек) и неметаллических материалов, обладающих достаточной пластичностью (смолы, пластмассы, стекло и т. п.). Перспективно применение холодной сварки в космосе.

Для сварки можно использовать механическую энергию трения. Сварка трением осуществляется на машине, внешне напоминающей токарный станок. Детали зажимаются в патронах и сдвигаются до соприкосновения торцами. Одна из деталей приводится во вращение от электродвигателя. В результате трения разогреваются и оплавляются поверхностные слои на торцах, вращение прекращается и производится осадка деталей, сварка высокопроизводительна, экономична, применяется, например, для присоединения режущей части металлорежущего инструмента к державке.

Ультразвуковая сварка основана на использовании механических колебаний частотой 20 кгц. Колебания создаются магнитострикционным преобразователем, превращающим электромагнитные колебания в механические. На сердечник, изготовленный из магнитострикционного материала, намотана обмотка. При питании обмотки токами ВЧ из электрической сети в сердечнике возникают продольные механические колебания. Металлический наконечник, соединённый с сердечником, служит сварочным инструментом. Если наконечник с некоторым усилием прижать к свариваемым деталям, то через несколько секунд они оказываются сваренными в месте давления инструмента. В результате колебаний сердечника поверхности очищаются и немного разогреваются, что способствует образованию прочного сварного соединения. Этот способ сварки металлов малых толщин (от нескольких мкм до1,5 мм) и некоторых пластмасс нашёл применение в электротехнической, электронной, радиотехнической промышленности. В начале 70-х гг. этот вид сварки использован в медицине (работы коллектива сотрудников Московского высшего технического училища им. Н. Э. Баумана под руководством Г. А. Николаева в содружестве с медиками) для соединения, наплавки, резки живых тканей. При сварке и наплавке костных тканей, например отломков берцовых костей, рёбер и пр., конгломерат из жидкого мономера циакрина и твёрдых добавок (костной стружки и разных наполнителей и упрочнителей) наносится на поврежденное место и уплотняется ультразвуковым инструментом, в результате чего ускоряется полимеризация. Эффективно применение ультразвуковой резки в хирургии. Сварочный инструмент ультразвукового аппарата заменяется пилой, скальпелем или ножом. Значительно сокращаются время операции, потеря крови и болевые ощущения.

Одним из способов электрической сварки является контактная сварка, или сварка сопротивлением (в этом случае электрический ток пропускают через место сварки , оказывающее омическое сопротивление прохождению тока). Разогретые и обычно оплавленные детали сдавливаются или осаживаются, т. о. контактная сварка по методу осадки относится к способам сварки давлением (см. Контактная электросварка). Этот способ отличается высокой степенью механизации и автоматизации и получает всё большее распространение в массовом и серийном производстве (например, соединение деталей автомобилей, самолётов, электронной и радиотехнической аппаратуры), а также применяется для стыковки труб больших диаметров, рельсов и т. п.

Наплавка

От наиболее распространённой соединительной сварки отличается наплавка, применяемая для наращения на поверхность детали слоя материала, несколько увеличивающего массу и размеры детали. Наплавкой можно осуществлять восстановление размеров детали, уменьшенных износом, и облицовку поверхностного слоя. Восстановительная наплавка имеет высокую экономическую эффективность, т. к. таким способом восстанавливают сложные дорогие детали; распространена при ремонте на транспорте, в сельском хозяйстве, строительстве, горной промышленности и т. д. Облицовочная наплавка применяется для создания на поверхности детали слоя материала с особыми свойствами — высокой твёрдостью, износостойкостью и т. д. не только при ремонте, но и при производстве новых изделий. Для этого вида наплавки изготовляют наплавочные материалы с особыми свойствами (например, износостойкий сплав сормайт). Наплавочные работы ведут различными способами сварки дуговой, газовой, плазменной, электронной и т. п. Процесс наплавки может быть механизирован и автоматизирован. Выпускаются специальные наплавочные установки с автоматизацией основных операций.

Термическая резка

Резка технологически отлична от сварки и противоположна ей по смыслу, но оборудование, материалы, приёмы выполнения операций близки к применяемым в сварочной технике. Под термической, или огневой, резкой подразумевают процессы, при которых металл в зоне резки нагревается до высокой температуры и самопроизвольно вытекает или удаляется в виде размягченных шлаков и окислов, а также может выталкиваться механическим действием (струей газа, электродом и т. п.). Резка выполняется несколькими способами. Наиболее важный и практически распространённый способ — кислородная резка, основанная на способности железа сгорать в кислороде, применяется обычно для резки сталей толщиной от 5 до 100 мм, возможно разделение материала толщиной до 2000 мм. Кислородной резкой выполняют также операции, аналогичные обработке режущим инструментом, — строжку, обточку, зачистку и т. п. Резку некоторых легированных сталей, чугуна, цветных металлов, для которых обычный способ малопригоден, осуществляют кислородно-флюсовым способом. Кислородная обработка нашла применение на металлургических и машиностроительных заводах, ремонтных предприятиях и т. п. 

Дуговая резка, выполняемая как угольным, так и металлическим электродами, применяется при монтажных и ремонтных работах (например, в судостроении). Для поверхностной обработки и строжки металлов используют воздушно-дуговую резку, при которой металл из реза выдувается струей воздуха, что позволяет существенно улучшить качество резки.

Резку можно выполнять высокотемпературной плазменной струей. Для резки и прожигания отверстий перспективно применение светового луча, струи фтора, лазерного излучения. Дальнейшее развитие и совершенствование методов сварки и резки связано с внедрением и расширением сферы применения новых видов обработки — плазменной, электронной, лазерной, с разработкой совершенных технологических приёмов и улучшением конструкции оборудования. Возможно значительное расширение использования сварки и резки для подводных работ и в космосе. Направление прогресса в области сварочной техники характеризуется дальнейшей механизацией и автоматизацией основных сварочных работ и всех вспомогательных работ, предшествующих сварке и следующих за ней (применение манипуляторов, кантователей, роботов). Актуальной является проблема улучшения контроля качества С. , в том числе применение аппаратов с обратной связью, способных регулировать в автоматическом режиме работу сварочных автоматов.

Электрический ток в металлах — Энциклопедия по машиностроению XXL

Электростатика (94). 3-2-2. Постоянный электрический ток в металлах (94). 3-2-3. Электрический ток в жид-  [c.81]

Эффект Томсона наблюдается при протекании электрического тока в металле какого-либо одного типа. Если металлическая проволока длиной I имеет распределение температуры по своей длине, подобное тому,.  [c.361]

На основе высказанных соображений о подобии процессов теплового потока и электрического тока, напишем значение параметра т)з для электрического тока в металле.  [c.53]

Довольно давно уже было ясно, что в явлении сверхпроводимости мы имеем дело с чем-то родственным явлению сверхтекучести. Это видно, прежде всего, из того, что для поддержания в сверхпроводнике электрического тока не требуется внешней разности потенциалов, т. е. не требуется работы внешних источников. Носителями электрического тока в металле являются электроны указанное свойство есть поэтому не что иное, как свойство сверхтекучести электронной жидкости.  [c.363]

Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов. Упорядоченное движение свободных электрических зарядов, происходящее в проводнике, называется током проводимости. Токами проводимости являются электрический ток в металлах, созданный упорядоченным движением свободных электронов, ток в электролитах, осуществляемый упорядоченным движением ионов (III.3.1.Г), ток в газах (III.3.3.Г), где упорядоченно движутся ионы и электроны. Упорядоченное перемещение электрических зарядов, происходящее при движении в пространстве заряженного тела, называется конвекционным током. Например, Земля имеет избыточный отрицательный заряд и при ее движении возникает конвекционный ток. Кроме токов проводимости и конвекционных токов существуют токи смещения (IV.4. 1.3°).  [c.212]

Всякое упорядоченное движение носителей зарядов называют электрическим током. В металлах такими носителями являются электроны — отрицательно заряженные частицы с зарядом, равным элементарному заряду. За направление тока условились считать направление, противоположное направлению движения отрицательных зарядов.  [c.104]

Контактная сварка. Этот процесс применяют только для сварки металлов и основным источником энергии в нем служит теплота, выделяемая электрическим током в зоне контакта соединяемых деталей, электрическое сопротивление которой выше сопротивления основного металла. Некоторое количество теплоты при контактной сварке может выделяться и в объеме свариваемых деталей вследствие работы электрического тока при прохождении через внутренний объем деталей, имеющих некоторое электрическое сопротивление.  [c.132]

Многие вещества в кристаллическом состоянии не являются такими хорошими проводниками электрического тока, как металлы, но не могут быть отнесены и к диэлектрикам, так как не являются хорошими изоляторами.  [c.153]

Цветные металлы и сплавы. Многие цветные металлы (Ag, Си, А1 и др.) и сплавы на их основе являются хорошими проводниками электрического тока. В приборостроении их применяют и в качестве конструкционного материала при изготовлении деталей приборов.  [c.265]

Собственные и примесные полупроводники. Как и в металлах, электрический ток в полупроводниках связан с дрейфом носителей заряда. Но если в металлах наличие свободных электронов обусловлено самой природой металлической связи, то появление носителей заряда в полупроводниках определяется рядом факторов, важнейшими из которых являются чистота материала и температура. В зависимости от степени чистоты полупроводники подразделяют на собственные и примесные.  [c.267]

Теперь рассмотрим, как должны вести себя электроны, объединенные в куперовские пары, при возбуждении в проводнике электрического тока. В отсутствие тока все пары вследствие полной корреляции имеют импульс, равный нулю, так как они образованы электронами, имеющими равные по величине и противоположные по направлению импульсы. Возникновение тока не нарушает корреляции пар под действием внешнего источника, вызвавшего ток, все они приобретают один и тот же импульс и движутся как единый коллектив в одном и том же направлении с некоторой дрейфовой скоростью Уд. При этом поведение таких пар в металле существенно отличается от поведения обычных электронов, совершающих направленное движение. Нормальные электроны испытывают рассеяние на тепловых колебаниях и других дефектах решетки, что приводит к хаотизации их движения и является причиной возникновения электрического сопротивления. Куперовские же пары, пока они не разорваны, рассеиваться на дефектах решетки не могут, так как выход любой из них из строго коррелированного коллектива маловероятен. Пару можно вырвать из конденсата, лишь разрушив ее. Однако при очень низких температурах число фононов, обладающих достаточной для этого энергией, исключительно мало. Поэтому подавляющее большинство образовавшихся куперовских пар сохраняется неразрушенным. Не испытывая рассеяния при своем направленном движении, они обусловливают появление сверхпроводящего тока, текущего через сверхпроводник без сопротивления.  [c.200]

Толщину поверхностного слоя р, в котором генерируется около 90 /6 тепла, создаваемого переменным электрическим током, называют глубиной проникновения тока в металл и определяют из уравнения  [c.75]

Глубокое электроконтактное сверление разрушение металла обрабатываемого изделия производится при помощи металлической трубки инструмента, контактирующей с изделием в присутствии жидкости и при прохождении электрического тока. Разрушенный металл уносится струей жидкости.  [c.955]

Сопротивление заземления для электрического тока в основном зависит от удельного сопротивления грунта, лежащего вблизи от заземляющего металла, которое Б свою очередь зависит от состава почвы, влажности, температуры, плотности прилегания частиц, наличия растворимых солей, кислот и пр., а также от сопротивления контакта, образующегося между заземляющим металлом и прилегающей почвой.  [c.743]

Жидкометаллический теплоноситель гомогенного ядерного реактора может нести радиоактивные вещества в виде взвеси или раствора. В экспериментальных установках и некоторых других устройствах по металлу может проходить электрический ток. В таких случаях происходит тепловыделение в толще потока оно может быть охарактеризовано величиной плотности внутреннего источника тепла вт/м .  [c.119]

ПРОБОЙ магнитный — туннельный переход электрона, движущегося в металле при наличии магнитного поля, с одной орбиты на другую световой — переход вещества в состояние плазмы в результате сильной ионизации под действием мощного светового излучения электрический — общее название процессов, приводящих к резкому возрастанию электрического тока в среде, исходно не электропроводной) ПРОВОДИМОСТЬ ионная обусловлена движением свободных ионов комплексная определяется отношением действующего значения силы переменного тока в электрической цепи к действующему значению напряжения на ее зажимах магнитная измеряется отношением магнитного потока в каком-либо участке магнитной цепи к магнитодвижущей силе, действующей на этом участке полупроводника [примесная дырочная (/)-типа) обеспечивается движением дырок в направлении, противоположном движению электронов, перебрасываемых из валентной зоны в зону проводимости полупроводника электронная (я-типа) осуществляется электронами, перебрасываемыми с донорных уровней в зону  [c. 266]

Коррозия внутренней поверхности экранных труб происходит чаще всего в местах отложения окислов железа и меди (подшламовая коррозия). Иногда такая же коррозия возникает в нижних концах вертикальных змеевиков пароперегревателя, а в отдельных случаях — и в горизонтальных трубах пароперегревателя и экономайзера. Объясняется появлением электрического тока между металлом труб и лежащим на его поверхности слоем окислов, вследствие чего происходит постепенное разрушение металла и увеличение толщины слоя продуктов коррозии.  [c.96]

Растворы солей металлов, щелочей и кислот проводят электрический ток и являются, в отличие от металлических, проводниками второго рода при прохождении электрического тока в этих растворах происходят химические процессы, благодаря которым на отрицательном электроде выделяется водород и металлы, а на положительном электроде выделяется кислород и кислотные остатки солей. Следовательно, электролитом будет называться всякая среда (водный раствор или расплавленное состояние), проводящая ток, в которой происходит электролиз.  [c.15]

Величина плотности горизонтального продольного тока в металле изменяется по длине шахты ванны и определяется схемой подключения катодных спусков к катодной ошиновке, ее сечением и конструкцией по расчетным данным, она достигает 0,4—0,6 А/см . Одной из причин возникновения горизонтальных токов служит меньшее электрическое сопро-  [c.267]

Если в раствор, помимо исследуемого металла, поместить какой-либо другой малоактивный металл, например, платину, и соединить их внешним электрическим контуром, то на исследуемом металле будет протекать только анодная реакция, а на платине — только-катодная реакция. Таким образом, можно регулировать электрический потенциал и электрический ток в металлическом электроде, подключенном к внешнему контуру. В данном случае платина является анодом, а исследуемый металл — катодом. Увеличение окислительной способности раствора приводит к повышению потенциала,, и если измерять электрический ток при данном потенциале, то по величине электрического тока можно оценить скорость коррозии в соответствии с окислительной способностью данного раствора. Получаемые таким образом кривые зависимости электрического-тока от электрического потенциала называют поляризационными кривыми.  [c.251]

Модель свободных электронов. Основываясь на модели свободных электронов, можно объяснить целый ряд важных физических свойств металлов. Согласно этой модели наиболее слабо связанные (валентные) электроны составляющих металл атомов могут довольно свободно перемещаться в О бъе.ме кристаллической решетки. Указанные валентные электроны становятся носителями электрического тока в металле, отсюда и их название — электроны гараводимости. В приближении свободных электронов можно пренебречь силами взаимодействия между 1валентными электронами и ионными остовами. Предполагается, что полную энергию электронов проводимости можно считать равной их кинетической энергии, а потенциальной можно пренебречь.  [c.103]

В связи с тем, что сопротивление электрическому току в металлах зависит, помимо прочих условий, от температуры, и чем она выше, тем сопротивление больше, показания спидометра или тахометра будут меньше в нагретом состоянии. Это объясняется уменьшением величины вихревых токов. Чтобы комненсировать влияние температуры на показания прибора, применен магнитный шунт 1, изготовленный из железо-никелевого сплава. При повышении температуры магнитная проницаемость у шунта уменьшается, а поэтому уменьшается и его шунтирующее свойство.  [c.326]

Электрический ток в металлах. Ток в металлах обусловлен наличием свободных коллективизовавных электронов. В рамках модели Друде-Лоренца электроны в металле представляются классическим идеальным газом, частицы которого (электроны) движутся в кристаллической решетке свободно под действием внешнего электрического поля Е. Роль положительных ионов кристаллической решетки сводится к трению, препятствующему движению электронов. Электрон, приобретающий скорость под действием поля Е, некоторое время движется в металле равноускоренно. При столкновении с ионом кристаллической решетки электрон теряет энергию направленного движения и дальше начинает движение с тепловой скоростью. Промежуток времени То называется временем свободного пробега электрона.  [c.117]

Рассмотрим сначала простейшее представление электрический ток — это движение электронов под воздействием приложенного электрического поля. В металлах число электронов, участвующих в электропроводности, зависит от структуры кристалла, а для одновалентных металлов —это один электрон на атом Поведение электрона, находящегося в твердом теле, удобнее всего описывать в трехмерной системе координат, для которой три декартовы координаты кх, ку и кг являются компонентами волнового числа к. Электрону с энергией Е и импульсом р соответствует волновое число к. Согласно уравнению де Бройля, р=Ьк (где Й—постоянная Планка, деленная на 2л) и Е р 12т. Положение электрона в -пространстве характеризуется вектором к, пропорциональным импульсу электрона. В ыеталле, содержащем N свободных электронов, при абсолютном нуле температуры электроны займут N 2 низших энергети-  [c.187]

Используя электроироводиую жидкость пли газ, можно создать генератор электрического тока, в котором осуществляется прямой переход тепловой энергии в электрическую находят применение магнитные дозаторы, расходомеры и насосы для перекачки ртути и жидких металлов известны и другие области применения магнитной гидрогазодннамикп в технике, например в приборостроении.  [c.178]

Переход металл — полупроводник также обладает способностью про-пускагь электрический ток в одном направлении и не пропускать его в другом, причем полупроводник при этом может быть любого типа.  [c.359]

Механизм прохождения тока в металлах — как в твердом, так и в жидком состоянии — обусловлен движением (дрейфом) свободных электронов под воздействием электрического поля поэтому металлы называют проводниками с электронной электропроводностью или проводниками первого рода. Проводниками второго рода, или электролитами, являются растворы (в частности, водные) кислот, щелочей и солей. Прохождение тока через эти вещества связано с переносом вместе с электрическими зарядами ионов в соответствии с закона . и Фарадея, вследствие чего состав электролита постепенно изменяется, а на электродах выделяются продукты электролиза. Ионные кристаллы в расплавленном состоянии также являются проводниками второго рода. Пр1 мером. могут служить соляные закал . ч-ные ванны с злектронагревом.  [c.187]

Электрохимическая защита заключается в катодной поляризации защищаемого металла от внешнего источника постоянного тока до потенциала, при котором анодный процесс на металле прекращается или же существенно замедляется. При этом реализуется гальванованна, т. е. система, где электрохимические процессы осуществляются за счет приложенного извне электрического тока. В такой системе катодом является защищаемый металл, а анодом — металлический активно разрушающийся электрод.  [c.113]

Электроалмазная обработка хорошо себя зарекомендовала при изготовлении деталей из магнитотвердых сплавов типа ЮНДК, отличаюш,ихся большой хрупкостью. Благодаря наложению электрического тока съем металла при обработке указанных сплавов возрастает в 5—20 раз, причем, как и при обработке твердых сцлавов, 95% его приходится на анодное растворение, что предопределяет малый расход алмазов. Уменьшая образование сколов и выкрашиваний на кромках, процесс обеспечивает шероховатость поверхности в пределах 9—10-го класса чистоты. Если при абразивном плоском шлифовании из-за нагрева, выкрашиваний и сколов глубину резания редко назначают более 0,05 мм, то при электроалмазном она может быть увеличена до 1,5—2 мм, а поперечную подачу принимают максимальной для данной ширины алмазного круга. Продольную подачу нужно ограничивать, иначе электрохимические процессы не будут успевать охватывать большие плош,ади среза, нагрузки на инструмент и деталь возрастут, удельный съем металла за счет электрохимических процессов снизится.  [c.85]

Жидкометаллический теплоноситель гомогенного ядерного реактора может нести радиоактивные вещества в виде взвеси или раствора. В экспериментальных установках и некоторых других устройствах по металлу может проходить электрический ток. В таких случаях ппоисходит тепловыделение в толще потока оно может  [c.160]

Молекулы электролитов (солей, оснований и кислот), т. е. веществ, растворы которых способны проводить электрический ток, в водном растворе распадаются на ионы положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы. Катионами чаще всего являются металлы (Мд2+, Са2+, Ыа+ и др.) и водород (Н ), анионами — группы кислотного остатка (8042-, СО32-, С1-и др.) и гидроксильная группа (ОН-). Ионы (катионы и анионы) обозначают так же, как атомы и молекулы, причем к обозначению иона добавляют указание числа электрических зарядов и характер заряда.  [c.6]

Изредка в экономайзерах возникали св ищи или сквозные трещины на расстояний 20—30 мм от сварного шва, иополненного на заводе контактным шособом. Эти повреждения появлялись при износе зажимньк губок сварочной машины и неплотном прилегании края губки к свариваемой трубе. В зоне плохого контакта электрический ток перегревал металл, вследствие чего появлялись трещинки, постепенно увеличивавшиеся. Борьба с такими трещинами велась путем периодического контроля за состоянием зажимных устройств в сварочных машинах.  [c.126]

В аппаратах второго типа—радиационных теплообменниках— величина теплоподвода практически не зависит от температуры рабочего тела. Так, в топке парогенератора тепло трубам экранов передается почти исключительно излуче1П1ем. Независимый обогрев имеет место таклтока через металл трубы, когда выделяется джоулево тепло. В ядер-ном реакторе, охланедаемом однофазным потоком, тепловыделение также не зависит от температуры потока. Электронагреватель и ядерный реактор — примеры радиационных теплообменников.  [c.91]

Электромеханическая обработка деталей — один из способов восстановления деталей пластической деформацией, состояший в искусственном нагреве металла электрическим током в зоне деформации.  [c.235]

Точечная сварка. При этой сварке детали собираются внахлестку и свариваются по отдельным ограниченным участкам касания, назьтаемым точками. Для производства сварки детали плотно прижимаются между электродами сварочной машины (рис. 24.1), затем нагреваются 1фатковременным импульсом электрического тока. Часть металла под влиянием давления электродов вытесняется в зазор, создавая уплотняющий поясок. В последующем образуется расплавленное ядро, оксидные пленки разрушаются и перемешиваются с жидким металлом. Дальнейшее пластическое истечение металла в зазор увеличивает уплотняющий поясок вокруг жидкого ядра и препятствует его выдавливанию, а также защищает расплавленный металл от взаимодействия с атмосферой.  [c.473]

Клапан-преобразователь давления · Technipedia · Motorservice

ОПИСАНИЕ КОМПОНЕНТА

Электропневматические клапаны-преобразователи давления в больших количествах применяются в системах рециркуляции отработавших газов (EGR) и турбонагнетателях VTG («Variable Turbo Geometrie», турбонагнетатель с регулируемыми направляющими лопатками). По своей функции они схожи с регуляторами тока в электрической цепи. Посредством смешивания разрежения и атмосферного давления в клапане-преобразователе создается результирующее давление (управляющее давление), посредством которого можно плавно регулировать работу пневматических исполнительных элементов.

Клапан-преобразователь давления совместно с пневматическим исполнительным элементом обеспечивают значительно большие рабочие усилия, чем это возможно в электрической схеме с регулятором тока, причём при меньших габаритах. Необходимое разрежение имеется в наличии практически во всех автомобилях (например во впускном коллекторе или на выходе вакуумного насоса).

Рис. 1: Вид изделий (варианты исполнения)

ВАРИАНТЫ

Клапаны-преобразователи давления конфигурируются в соответствии со сферой применения. При этом в зависимости от требований можно изменять (рис. 1):

• тип и расположение электрических соединений (варианты разъемов, контакты),
• расположение вакуумных и вентиляционных штуцеров,
• тип крепления (держатель),
• характеристику,
• наличие / отсутствие температурной компенсации,
• управление током или ШИМ-сигналом,
• скорость реакции (время эвакуации / вентиляции),
• наличие / отсутствие фильтра на вентиляционном патрубке (ATM).

Рециркуляция отработавших газов (EGR)

01 Воздушный фильтр
02 Клапан-преобразователь давления
03 Вакуумный насос
04 Блок управления двигателем
05 Катализатор
06 Клапан EGR
07 Охладитель системы EGR

Система рециркуляции ОГ служит для снижения количества вредных веществ в выхлопных газах. Для этого к атмосферному воздуху, который подается в двигатель, подмешиваются отработавшие газы. Это позволяет снизить содержание кислорода в камере сгорания и понизить температуру сгорания. Более низкая температура сгорания способствует снижению выбросов оксидов азота (NOx).

Рециркуляция отработавших газов работает эффективно только при наличии точного управления. В зависимости от исполнения клапаны EGR могут иметь пневматическое или электрическое управление. В случае пневматического управления создание необходимого разрежения («управляющего давления») обеспечивается при помощи клапана-преобразователя давления.

Управление электропневматическим преобразователем давления (EPW) осуществляется блоком системы управления двигателем на основании таблиц (карт) с соответствующими характеристиками. Величина управляющего давления, под действием которого работает клапан EGR, определяется значением скважности управляющего ШИМ-сигнала на клапане EPW

Турбонагнетатель VTG

01 Воздушный фильтр
02 Клапан-преобразователь давления
03 Вакуумный насос
04 Блок управления двигателем
05 Катализатор
06 Турбонагнетатель VTG
07 Вакуумная камера исполнительного привода
08 Регулируемые направляющие лопатки
09 Охладитель наддувочного воздуха

Достижимый крутящий момент в автомобилях с двигателем внутреннего сгорания зависит от количества свежей горючей смеси в цилиндрах.

В турбонагнетателях энергия выхлопных газов используется для раскручивания турбинного колеса, чтобы затем передать это вращение соединённому с ним компрессорному колесу. В турбонагнетателях VTG изменение требуемого давления наддува осуществляется путем регулирования положения направляющих лопаток турбинной секции. Это регулирование должно выполняться с высокой степенью точности.

Блок управления двигателем управляет клапаном- преобразователем давления с помощью таблиц с соответствующими характеристиками. В зависимости от скважности управляющего ШИМ-сигнала устанавливается необходимое управляющее давление, с помощью которого вакуумный привод регулирует положение направляющих лопаток. Такое изменение геометрии направляющего аппарата турбины обеспечивает быстрый отклик двигателя при движении с низкими оборотами и высокую эффективность работы в верхнем диапазоне частоты вращения к.в.

ТИПИЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Номинальное напряжение	[V]	12
Рабочее напряжение	[V]	10 — 16
Сопротивление	[Ω]	11 — 16
Индуктивность	[mH]	40
Скважность ШИМ-сигнала	[%]	20 . .. 95
Частота ШИМ-сигнала	[Hz]	250 … 300
Температура окружающей среды	[°C]	-30 — 120

КОНСТРУКЦИЯ

Посредством смешивания разрежения (например, от вакуумного насоса) и атмосферного давления в клапане-преобразователе создается результирующее давление («управляющее давление»).´При помощи этого управляющего давления

• осуществляется регулирование работы пневматического клапана EGR системы рециркуляции ОГ или,
• через вакуумный привод, изменяется положение направляющих лопаток в турбонагнетателе VTG.

Чтобы управлять клапаном-преобразователем давления, блок управления двигателем создаёт в цепи клапана необходимое значение тока. Это не постоянный ток, а ток, образующийся в результате подачи на клапан управляющих импульсов с постоянной частотой следования («ШИМ-сигнал»). Длительность импульсов изменяется, что приводит к изменению скважности («коэффициента заполнения»). В зависимости от того, что является задающим воздействием для контура регулирования: сила тока или скважность (коэффициент заполнения), электропневматический преобразователь давления (EPW) обозначается как «управляемый током» или «управляемый скважностью» (или «управляемый ШИМ- сигналом»).

Если клапан-преобразователь давления имеет температурную компенсацию, напряжённость магнитного поля сохраняется в широком диапазоне, независимо от температуры. Это позволяет обойтись без сложного регулирования тока в блоке управления. Управление в таком случае сводится только к изменению скважности импульсов управляющего ШИМ-сигнала. Большинство применяемых клапанов-преобразователей давления управляется коэффициентом заполнения.

Рис. 2: Присоединительные элементы на клапане- преобразователе давления

СОЕДИНЕНИЯ

01 Подача разрежения (VAC)
02 Изменяемое управляющее давление (OUT)
03 Эвакуация в атмосферу (ATM)
04 Электрический разъём

ЗАМЕЧАНИЕ

Конфигурация соединений может варьироваться в зависимости от исполнения.

НЕИСПРАВНОСТИ
Неисправность клапана-преобразователя давления можно определить по следующим признакам:

Система EGR

• Переключение в аварийный режим
• Уменьшение мощности двигателя
• Прекращение рециркуляции отработавших газов
• Рывки при движении автомобиля
• Выхлоп черного цвета

Турбонагнетатель VTG

• Уменьшение мощности двигателя
• Низкий крутящий момент при ускорении из нижнего диапазона частоты вращения («турбояма»)

ПРОВЕРКА
Клапаны-преобразователи давления и система EOBD
В автомобилях с системами бортовой диагностики (OBD) клапаны-преобразователи давления контролируются электроникой.

ВНИМАНИЕ!

• Не разъединяйте и не подсоединяйте электрические разъёмы при включенном зажигании. Возникающие при этом пиковые выбросы напряжения могут повредить электронные компоненты.
• Измерение сопротивления на клапане-преобразователе давления должно проводиться только при отсоединенном разъеме, так как могут быть повреждены внутренние компоненты блока управления.

При поиске неисправностей необходимо обратить внимание на:

• негерметичность в соединительных шлангах,
• неплотные контакты в электрических разъёмах,
• плавность перемещения штока клапана EGR, тяги вакуумного привода турбонагнетатнеля VGT,
• правильную работу датчика расхода воздуха.

ЗАМЕЧАНИЕ

• В зависимости от марки и модели транспортного средства, а также модели диагностического сканера, клапан- преобразователь давления можно активировать, войдя в меню управления исполнительными механизмами системы управления двигателем. Сначала целесообразно считать данные с регистратора неисправностей, а затем провести диагностику посредством активации исполнительных компонентов системы управления двигателем, в соответствии с руководством пользователя диагностического прибора.
• Обычно управление клапаном-преобразователем давления, активированным посредством диагностического сканера, осуществляется циклически, с заданными интервалами, поэтому его включение / выключение слышно или ощущается тактильно. Если включение / выключение слышно или ощущается тактильно, значит, электрическая цепь клапана исправна, а его электропитание в порядке. Однако при такой проверке невозможно обнаружить негерметичность или наличие загрязнений внутри клапана.
• После проверки и возможной замены клапана необходимо удалить ошибки из регистратора неисправностей. Электрические неисправности кабельного жгута или самого клапана-преобразователя давления в большинстве случаев регистрируются и сохраняются в виде кодов ошибок, после чего эти неисправности необходимо выявить с помощью обычных средств контроля – так же, как выявляются механические неисправности, например, негерметичность, подклинивание клапана и т. д.

Рис. 5: Контакт 1 и 2 на клапане-преобразователе давления

Проверка электропитания

• Отсоедините разъем от клапана-преобразователя давления.
• Включите зажигание автомобиля.
• Измерьте напряжение между контактами и массой двигателя (см. рис. 5). На одном из контактов должно присутствовать
  напряжение аккумуляторной батареи.

ЗАМЕЧАНИЕ
Полярность контактов на разъёмах различных автомобилей различается. Электропитание может подаваться на контакт 1 или 2.

Снова выключите зажигание.

Рис. 6: Измерение электрического сопротивления клапана- преобразователя давления

Измерение электрического сопротивления клапана- преобразователя давления

• Измерьте сопротивление между контактами клапана- преобразователя давления (см. рис. 6). Заданное значение: 11 — 18 Ом
• Снова подключите разъем.

Рис. 7: Примеры сигнала

Проверка функционирования

• Подключите вакуумметр / ручной вакуумный насос к штуцеру (02) согласно рис. 2. Подсоединение остальных вакуумных трубок остаётся без изменений.
• Дайте двигателю поработать на холостом ходу и измерьте значение разрежения. Заданное значение: не менее 480 мбар
• Отсоедините разъем электропитания от клапана- преобразователя давления и ещё раз измерьте разрежение. Заданное значение: 0 — макс. 60 мбар

Проверка управляющего сигнала

При необходимости при помощи осциллографа можно проверить управляющий сигнал, поступающий от блока управления двигателем на клапан-преобразователь давления. Речь идет об импульсном сигнале прямоугольной формы, который формируется посредством коммутации электронного ключа на массу.

• Поскольку назначение выводов на разъеме клапана- преобразователя давления может быть различным, сначала необходимо определить, на какой вывод подается электропитание (см. рис. 5).
• С тыльной стороны другого вывода можно проконтролировать управляющий сигнал, подав его на вход осциллографа.
• Дайте прогретому двигателю поработать на холостом ходу.
• При нажатии на педаль акселератора должна изменяться длительность импульсов.

Необходимые вспомогательные средства

• мультиметр
• вакуумметр или ручной вакуумный насос
• при необходимости, осциллограф

Электрический ток в электролитах

2014-05-23

Как известно, проводниками электрического тока могут быть не только твердые тела, но и жидкости. Опыты показывают, что электролиты (растворы солей, кислот и щелочей в воде) являются хорошими проводниками электрического тока.

? Процесс распада молекул растворенного вещества на ионы под действием растворителя называется электролитической диссоциацией.

Молекулы веществ — растворителей состоят из взаимосвязанных ионов противоположного знака (например Na + Cl -, Н + Cl -, К + Cl -, Cu + + SO4 -). Силы притяжения между этими ионами обеспечивают целостность таких молекул.

Ионы в электролитах движутся хаотически, пока в жидкость не опускаются электроды. Тогда на хаотическое движение ионов накладывается их упорядоченное движение к соответствующим электродам и в жидкости возникает электрический ток.

По ионной проводимости прохождение тока связано с переносом вещества. На электродах происходит выделение веществ, входящих в состав электролитов.

? Процесс выделения вещества на электродах при прохождении электрического тока через электролит называют электролизом.

На аноде отрицательно заряженные ионы отдают свои лишние электроны (в химии этот процесс называется окислительной реакцией), а на катоде положительные ионы получают недостающие электроны (восстановительная реакция).

Каждый ион, в процессе электролиза нейтрализуется на электроде и выделяется на нем в виде нейтрального атома, имеет определенную массу. Но вместе с тем он переносит через электролит определенный заряд. Поэтому и масса вещества, выделившегося, и количество электричества, прошла, пропорциональны числу ионов, которые подходят к этому электрода.

Количественно закон электролиза был установлен на опыте Майклом Фарадеем в первой половине XIX века. Фарадей установил, что

? масса вещества т,, которая выделилась в электроде, пропорциональна заряда q, прошедшего через электролит:

m = kq.

Поскольку q = It, где I — сила тока, t — время прохождения тока, то m = kIt.

Постоянную k называют электрохимическим эквивалентом вещества. Содержание этого коэффициента можно определить из выражения:

k = m / q.

? Электрохимический эквивалент численно равен массе вещества в килограммах, которое выделяется при прохождении 1 Кл электричества.

Техническое применение электролиза

• Гальванотехника:

а) гальваностегией — покрытие деталей тонким слоем металла (золочение, никелирование, хромирование и т.д..)

б) гальванопластика — отложения толстого слоя металла, который отслаивают и используют самостоятельно (получение матриц для печатных пластинок, барельеф и др.)..

• Электрометаллургия — выделение чистых металлов из природных смесей (меди из медного колчедана, алюминия из расплавленного боксита).

• Очистка металлических деталей (деталь является анодом).

категория: Физика

Электропроводность через газы | IOPSpark

Принцип работы

Некоторые изоляционные материалы при отделении от поверхности других оставляют эти поверхности электрически заряженными, каждая с противоположным знаком заряда и с высокой разностью потенциалов (p. d.).

Машина для изготовления зарядов была изобретена в 1929 году молодым американцем по имени Ван де Грааф.На основе его идей были построены огромные машины высотой более 30 м, которые производят чрезвычайно высокие разности потенциалов.

Ремни и ролики

Гибкая лента, изготовленная из изоляционного материала и непрерывно движущаяся по двум роликам, может тем же самым процессом создавать запас заряда там, где поверхности расходятся. Два ролика должны иметь разные поверхности (часто акриловые и металлические) и вместе с резиновым ремнем подбираются экспериментально.

Расчески

Заряды «распыляются» на движущуюся ленту и удаляются с нее «гребенками», расположенными рядом с роликами.Фактический контакт между гребенками и ремнем не обязателен из-за большой разности потенциалов. Гребни могут быть просто натянутой проволокой, острым или зазубренным краем: действие зависит от очень высоких градиентов потенциала из-за их малого радиуса (аналогично действию молниеотводов).

Нижний гребень поддерживается с потенциалом земли или близким к нему и служит стоком для отрицательного заряда, оставляя на ремне положительные заряды, которые переносятся вверх к верхнему гребню.

Сфера для сбора

Верхняя гребенка соединена с собирающей сферой, которая, обладая собственной электрической емкостью (пропорциональной ее радиусу), будет собирать и сохранять заряд на своей внешней поверхности до тех пор, пока он не разрядится либо в результате пробоя окружающего воздуха в виде искры, либо путем проводимости к соседний заземляемый объект.

Зарядный ток

Пока лента продолжает двигаться, процесс продолжается, привод (двигатель или ручной) подает энергию для преодоления электрического отталкивания между зарядами, собранными на сфере, и зарядами, поступающими на ленту.

Зарядный ток обычно составляет несколько мА, а разность потенциалов, достигаемая «младшими генераторами», будет составлять 100–150 кВ, а «старшими» генераторами — примерно до 300 кВ.

Весь аппарат

Механическое устройство системы ремень/ролик очень простое.Нижний ролик приводится в движение вручную или двигателем. В первом обычно используется маховик и шкив с ременным приводом; этот шкив может быть установлен непосредственно на шпиндель двигателя. В «младших» моделях обычно используются асинхронные двигатели с фиксированной скоростью и расщепленными полюсами; «старшие» модели часто включают в себя небольшой двигатель HP. двигатели с регулируемой скоростью (для швейных машин) с угольными щетками, управление осуществляется либо простым поворотным реостатом, либо полупроводниковой схемой. Двигатели, переключатели управления и сетевая розетка заключены в металлический или пластиковый корпус, хотя в некоторых младших моделях используется прозрачная пластиковая крышка.

Опорной стойкой для собирающей сферы может быть простой пластиковый стержень из ПВХ или акриловая трубка или пара акриловых полосок с разделителями. В некоторых моделях ремень заключен в пластиковую трубу с «окошками» по всей длине. Не на всех генераторах есть средства регулировки разноса верхних и нижних роликов, т.е. ремни приходится подгонять под конкретную машину.

Поскольку диаметр собирающей сферы определяет максимальное значение p.d. (напряжение) достижимо, большие сферы устанавливаются на более высоких колоннах, чтобы быть более удаленными от заземляющего двигателя и блока управления.

Машины обычно поставляются с «разрядником», часто с другой сферой меньшего размера, установленной на металлическом стержне, который необходимо заземлить для отвода искр от собирающей сферы.

Демонстрации и аксессуары

Генератор Ван-де-Граафа, безусловно, может произвести поразительные демонстрации. Обычные эксперименты:

Цилиндр Фарадея для демонстрации наличия электрического заряда на внешней поверхности заряженного полого проводника.

Прыгающий мяч. Подвесьте токопроводящий шарик на непроводящую нить. Когда мяч касается зарядной сферы, он заряжается и отталкивается от сферы. Если затем дать шару разрядиться (касание заземленной поверхности или утечка заряда в воздух), он снова притянется к сфере, чтобы перезарядиться… и так процесс продолжается.

Волосы — еще одно проявление отвращения. Используются настоящие волосы или измельченные бумажные полоски, собранные в пучки на одном конце, что обеспечивает чувствительные средства обнаружения заряда.

Электрический ветер производится путем высвобождения ионов на конце заостренного проводника, и его достаточно, чтобы отклонить пламя свечи.

Мельница Гамильтона использует электрический ветер на заостренных концах четырех ветвей, чтобы вызвать вращение вокруг оси. Это похоже на действие молниеотвода, который позволяет передавать заряд в острых точках.

Модель кинетической теории Вы можете показать беспорядочное движение металлических шариков, непрерывно подвергающихся отталкиванию и потере заряда внутри прозрачного сосуда.

Неоновый индикатор показывает светящийся разряд от газового возбуждения сильными электрическими полями вблизи генератора.

Заметка об устройстве генератора Ван де Граафа дает информацию о хорошем содержании и ремонте:

Генератор Ван де Граафа

Цены на газ и электричество

При сравнении предложений от энергосервисных компаний (ЭСКО) может оказаться полезным использовать веб-сайт «Право выбора» Комиссии по коммунальным услугам, на котором указаны функциональные сборы продавцов, не указанные ниже.Приведенная ниже цена отражает плату Центрального Гудзона за поставку электроэнергии, состоящую из платы за рыночную цену и корректировки рыночной цены, и природного газа, состоящую из платы за поставку газа. Имейте в виду, что в дополнение к торговым функциональным сборам цены, указанные здесь, также не включают плату за доставку энергии, которая регулируется, стабильна и применяется независимо от того, получаете ли вы электроэнергию из Центрального Гудзона или ЭСКО. Кроме того, Central Hudson не получает прибыли от затрат на энергоснабжение или наших услуг по закупке энергии.Платежи за поставку части вашего счета за электроэнергию передаются компаниям, которые обеспечивают поставку газа и электроэнергии, которые поставляет Центральный Гудзон.

В

• Плата за электроснабжение
• Плата за поставку газа

В долларах за кВтч
Дата вступления в силу	Стандартная ставка	Показатели времени использования
		В пиковое время	Непиковое время
Ср.Прошлые 12 месяцев	$0,07258	$0,10728	$0,04863
12 января 2022 г.	$0,10530	$0,08068	$0,05427
10 декабря 2021 г.	$0,07753	$0,09349	$0,06353
10 ноября 2021 г.	$0,07350	$0,08874	$0,05994
12 октября 2021 г.	$0,08295	$0,08306	$0.05292
13 сентября 2021 г.	$0,07933	$0,09173	$0,05235
1 сентября 2021 г.		$0,08368
11 августа 2021 г.	$0,07179	$0,18486	$0,04793
13 июля 2021 г.	$0,06623	0,16895 $	$0,03692
11 июня 2021 г.	$0,05319	$0.15785	$0,03412
12 мая 2021 г.	$0,04417	$0,04839	$0,03292
13 апреля 2021 г.	$0,06739	$0,05413	$0,03798
12 марта 2021 г.	$0,09525	$0,09739	$0,07264
11 февраля 2021 г.	$0,05268	$0,05780	$0,03800
янв.14, 2021	$0,05815	$0,06191	$0,04127
11 декабря 2020 г.	$0,04362	$0,05045	$0,02989
10 ноября 2020 г.	$0,03759	$0,04491	$0,02744
12 октября 2020 г.	$0,03998	$0,04777	$0,02730
11 сентября 2020 г.	$0,05110	$0,05586	$0.03159
1 сентября 2020 г.		$0,05725
12 августа 2020 г.	$0,05501	$0,19108	$0,03306
14 июля 2020 г.	$0,05330	$0,18230	$0,02710
12 июня 2020 г.	$0,04456	$0,17490	$0,02444
13 мая 2020 г.	$0,04411	$0.07981	$0,02415
14 апреля 2020 г.	$0,06405	$0,08189	$0,02577
13 марта 2020 г.	$0,05976	$0,08597	$0,02836
12 февраля 2020 г.	$0,05891	$0,08991	$0,03010
14 января 2020 г.	$0,05930	$0,09425	$0,03301
дек.11, 2019	$0,05582	$0,09255	$0,03207
8 ноября 2019 г.	$0,04883	$0,08358	$0,02393
10 октября 2019 г.	0,04446 долл. США	0,11 $	0,04 $
11 сентября 2019 г.	0,04838 долл. США	0,12 $	0,04 $
1 сентября 2019 г.		0,11485 долл. США
авг. 12, 2019	0,06395 долл. США	0,33 $	0,04 $
12 июля 2019 г.	0,05587 долл. США	0,31 $	0,04 $
12 июня 19	0,05242 доллара	0,31 $	0,03 $
1 июня 19		0,31 $
13 мая 19	0,05 $	0,12 $	0,04 $
11 апреля 2019	$0.06	0,12 $	0,04 $
13 марта 2019	0,06 $	0,12 $	0,04 $
12 февраля 19	0,07 $	0,14 $	0,05 $
14 января 19	0,05 $	0,14 $	0,06 $
11 декабря 2018 г.	0,04 $	0,13 $	0,05 $
8 ноября 18	0,05 $	$0.12	0,04 $
10 октября 18	0,08 $	0,13 $	0,04 $
11 сентября 2018 г.	0,09 $	0,14 $	0,04 $
1 сентября 18		0,14 $
10 августа 18	0,08 $	0,22 $	0,04 $
12 июля 18	0,05 $	$0,21	$0.03
12 июня 18	0,06 $	0,20 $	0,03 $
11 мая 18	0,09 $	0,12 $	0,04 $
12 апреля 2018 г.	0,06 $	0,11 $	0,03 $
13 марта 2018 г.	0,04 $	0,11 $	0,04 $
12 февраля 18	0,11 $	0,17 $	0,09 $
12 января 18	$0.08	0,14 $	0,06 $
11 декабря 17	0,06 $	0,12 $	0,04 $
8 ноября 17	0,06 $
10 октября 17	0,06 $
11 сентября 17	0,05 $
10 августа 17	0,06 $
12 июля 17	$0. 08
12 июня 17	0,05 $
11 мая 17	0,08 $
12 апреля 2017 г.	0,09 $
14 марта 17	0,04 $
13 февраля 17	0,07 $
13 января 17	$0.07
12 декабря 16	0,04 $
9 ноября 16	0,07 $

Указано в долларах за 100 куб. футов
Дата вступления в силу	Стандартная ставка
Ср. Последние 12 месяцев	0,47838 $
дек. 1, 2021	$0,58240
1 ноября 2021 г.	$0,69760
1 октября 2021 г.	$0,55913
1 сентября 2021 г.	$0,38527
2 августа 2021 г.	0,50755 $
1 июля 2021 г.	$0,43963
2 июня 2021 г.	$0,41804
3 мая 2021 г.	$0,41754
1 апреля 2021 г.	$0.40032
3 марта 2021 г.	$0,52625
2 февраля 2021 г.	$0,44406
5 января 2021 г.	$0,36272
2 декабря 2020 г.	$0,35120
30 октября 2020 г.	$0,33787
1 октября 2020 г.	$0,18119
1 сентября 2020 г.	$0,20796
3 августа 2020 г.	$0. 35156
2 июля 2020 г.	$0,35099
3 июня 2020 г.	$0,35410
4 мая 2020 г.	$0,31079
2 апреля 2020 г.	$0,31385
4 марта 2020 г.	$0,44390
3 февраля 2020 г.	$0,43248
3 января 2020 г.	$0,42671
2 декабря 2019 г.	$0.41712
30 октября 2019 г.	0,33811 долл. США
1 октября 19	0,28927 долл. США
30 августа 19	0,25646 долл. США
1 августа 19	0,30694 доллара
2 июля 19	0,30787 доллара США
3 июня 19	0,34882 долл. США
2 мая 19	$0,51
2 апреля 2019 г.	0,56 $
4 марта 19	$0. 61
1 февраля 19	0,61 $
3 января 19	0,49 $
30 ноября 18	0,60 $
30 октября 18	0,50 $
1 октября 18	0,44 $
30 августа 18	0,45 $
1 августа 18	0,50 $
2 июля 18	0,46 $
1 июня 18	$0.72
2 мая 18	0,74 $
3 апреля 2018 г.	0,71 $
2 марта 18	0,80 $
1 февраля 18	0,81 $
3 января 18	0,55 $
30 ноября 17	0,54 $
30 октября 17	0,49 $
28 сентября 17	0,44 $
30 августа 17	$0.43
1 августа 17	0,55 $
30 июня 17	0,54 $
1 июня 17	0,53 $
2 мая 17	0,53 $
3 апреля 2017 г.	0,48 $
3 марта 17	0,50 $
2 февраля 17	0,50 $
4 января 17	$0,51
1 декабря 16	$0.42
31 октября 16	0,34 $
30 сентября 2016 г.	0,25 $

Electrifying: история освещения наших домов

Алекса, выключи свет

Освещение наших домов, населенных пунктов и городов сегодня является более высокотехнологичным, чем когда-либо прежде. Уличные фонари включаются и управляются удаленно, а дома освещаются щелчком выключателя, голосовой командой ИИ или даже дистанционным управлением с работы.

Традиционные лампы накаливания постепенно выводятся из употребления во всем мире и заменяются более энергосберегающими альтернативными галогенными, светодиодными и органическими светодиодами, которые производят больше света при меньшем потреблении энергии. Умные и эффективные солнечные лампы, такие как Little Sun художника Олафура Элиассона и инженера Фредерика Оттенсена, все чаще освещают сельские районы и те, у кого нет доступа к надежному источнику питания.

Коллекция Science Museum Group Солнечная лампа «Маленькое солнце» Олафура Элиассона и Фредерика Оттенсена

В домах схемы освещения становятся все более изощренными.В своей книге 2009 года 43 Принципы дома дизайнер Кевин МакКлауд описывает использование нескольких типов освещения — рабочего, окружающего, направленного и декоративного — при разработке «хорошей схемы освещения». Перед соблазном добавить еще больше света в наши дома трудно устоять.

Но что мы потеряли в нашем освещенном мире? Прогуляйтесь ночью по окраинам пригорода, и вы никогда не погрузитесь в полную темноту — городское сияние или «небесное сияние» — это постоянное присутствие на горизонте. По оценкам, 80% населения мира живет с этим свечением неба.Его размеры можно увидеть из космоса на спутниковых снимках, показывающих ярко освещенную Землю.

Влияние света и светового загрязнения на природу, включая человека, требует дополнительных исследований. Например, хотя переход от традиционных уличных фонарей с парами натрия с их желтым свечением к более энергоэффективным белым светодиодам звучит как хорошая вещь, данные показывают, что дополнительный ультрафиолетовый свет, который излучают многие из них, беспокоит дикую природу.

Конечно, слишком много света — это роскошь, которой нет у большей части населения мира.Пришло время более вдумчиво и взвешенно использовать световые технологии, рассматривая искусственный свет как драгоценный ресурс, которым он и является.

Как Нидерланды отказываются от природного газа

Сжигание растительности на заводах по производству биомассы является еще одним изучаемым источником централизованного теплоснабжения, но это имеет свои сложности. Хотя в настоящее время на него приходится 60% производства возобновляемой энергии в стране, дебаты среди политиков об устойчивости сжигания лесной биомассы для производства энергии привели к замораживанию новых субсидий на эту технологию.

Закон о климате Нидерландов стоит особняком от законов других стран о климате, когда речь идет о роли местных муниципалитетов. Соглашение возлагает на районы ответственность за выбор своей системы отопления, что является ключевым принципом окончательного соглашения. «Это новинка для муниципалитетов, — говорит Тигчелаар. «Источник их энергоснабжения не был чем-то, чем они раньше занимались».

Элс Стуйвинг, основатель перспективного местного энергетического кооператива в Паддепуле, считает, что необходимость просить жителей сменить источник тепла является в такой же степени социальной проблемой, как климатической или технологической.«Представьте, что кто-то постучал в вашу дверь и сказал, что ваш район собирается перекопать дорогу и заменить ваше отопление чем-то новым», — говорит Стьювинг. — У вас, вероятно, возникло бы несколько вопросов.

Неспособность достичь местного консенсуса и поддержки приводит к тому, что некоторые из пилотных районов без газа отстают от графика строительства 50 000 домов на несколько тысяч домохозяйств. Это отставание привело к спорам о том, следует ли сделать централизованное отопление обязательным. Но это не единственный вариант, говорит Тигчелаар.«Вы можете начать с большей финансовой поддержки и субсидий. На данный момент ни один из вариантов не является достаточно конкурентоспособным по сравнению с природным газом».

Около 7% домохозяйств в Нидерландах, около 550 000 домов, живут в условиях энергетической бедности. Рост цен на газ увеличивает этот показатель до 9% – еще 150 000 домохозяйств. «Большой вопрос для районного подхода заключается в том, как мы можем помочь людям, которые просто не могут позволить себе инвестировать в свои дома», — говорит Тигчелаар. «Изоляция, в частности, должна быть более дешевой и доступной для людей, которые в ней нуждаются, за счет субсидий.В планах перехода нужно лучше учитывать домохозяйства с низким доходом». Но он считает, что пилотные проекты были ценными, несмотря на задержки. «Живые лаборатории показывают нам, что работает, а что нет», — говорит он.

Эти пилотные проекты создают ощущение, что ранее абстрактные климатические цели теперь соответствуют реальной реальности домов и образа жизни людей. «Очень важно, чтобы это было сделано таким образом, чтобы улучшить качество жизни жителей», — говорит Струивинг. «Чтобы переход произошел, вам нужно взять с собой всех.»

—

Исследование данных и визуализация Кайсы Розенблад

Анимация Адама Проктора

—

На пути к чистому нулю

Как страны выполняют свои климатические обязательства после подписания Парижского соглашения? На пути к Net Zero анализируется прогресс девяти стран, основные климатические проблемы и их уроки для остального мира по сокращению выбросов.

—

Выбросы от путешествия, которое потребовалось, чтобы написать эту историю, составили 0 кг CO2.Цифровые выбросы от этой истории оцениваются в 1,2-3,6 г CO2 на просмотр страницы. Узнайте больше о том, как мы рассчитали эту цифру, здесь .

—

Присоединяйтесь к одному миллиону будущих поклонников, понравив нас на Facebook , или следуйте нами на Twitter или Instagram .

Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельную рассылку BBC.com содержит информационный бюллетень под названием «Основной список». Отдачный выбор рассказов от BBC BUSTOR , , , , , Travel и RUE RUE поставляется в свой почтовый ящик каждую пятницу.

Понимание электричества | Релиант Энерджи

Глоссарий 

Не знаете свой REP из своего TDSP? Нет пота. Определенные ниже термины, связанные с энергетикой, часто появляются в счетах за электроэнергию и контрактах. Понимание этих терминов поможет вам лучше понять свой счет и сделать более разумный выбор энергии.

Чтобы найти определения терминов, более точно соответствующие вашим потребностям, ознакомьтесь с нашим специализированным глоссарием для клиентов и отраслевым глоссарием.

Базовая плата

Фиксированная плата в вашем счете за электроэнергию, взимаемая каждый месяц независимо от количества использованных киловатт-часов (кВтч).

Базовая ставка

Фиксированная плата за киловатт-час за потребленную электроэнергию, которая не зависит от других платежей и/или корректировок.

Ограждение здания

Конструктивные элементы (стены, крыша, пол, фундамент) здания, ограждающие кондиционируемые помещения; оболочка здания.

Цепь

Полный путь электричества следует от источника через подключение к выходному устройству. Например: Можно провести цепь от батареи (источник) через медный провод (соединение) к лампочке (выходное устройство) и обратно к батарее.

КЛЛ (компактная люминесцентная лампа)

Флуоресцентная лампа, сжатая до размера стандартной лампы накаливания, разработанная как энергоэффективная замена. По сравнению с лампами накаливания, которые производят такое же количество видимого света, компактные люминесцентные лампы обычно служат как минимум в шесть раз дольше и потребляют не более четверти энергии эквивалентной лампы накаливания. Проводник Объект, который позволяет электрическому заряду легко течь. Примерами проводников являются металл, соль, вода и шерсть.

Плата за подключение

Плата, взимаемая за подключение и запуск электроснабжения по определенному адресу.

Выбор клиента/выбор электричества

На нерегулируемых розничных рынках электроэнергии, таких как Техас, выбор клиента означает, что вы можете выбрать розничного поставщика электроэнергии (REP) и план электроснабжения, отвечающий вашим конкретным потребностям. В то время как только одна компания обслуживает столбы и провода, которые доставляют вам электричество; многие компании конкурируют за продажу электроэнергии, которая течет по столбам и проводам.В результате вы получаете конкурентоспособные цены, лучшие варианты продуктов и лучшее обслуживание клиентов.

Стоимость доставки

Плата, взимаемая для покрытия расходов на доставку электроэнергии в ваш дом.

Плата за отключение/повторное подключение

Плата, взимаемая поставщиком услуг передачи и распределения (TDSP) за отключение или повторное подключение электроснабжения.

Распределенная возобновляемая генерация (DRG)

Программа для клиентов, которые владеют небольшими системами возобновляемой энергии, такими как солнечные батареи, и которые хотят продавать избыточную энергию обратно своей электроэнергетической компании.

Электрический ток

Мера количества электрического заряда, передаваемого на единицу. Он представляет собой поток электронов через проводящий материал. Общепринятой единицей силы тока является ампер.

Электроэнергия

Способность электрического тока производить работу, теплоту, свет или другие формы энергии. Измеряется в киловатт-часах.

Совет по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT)

Крупнейшее в штате агентство по управлению электроэнергией, осуществляющее надзор за электросетью, которая получает электроэнергию от генераторов и распределяет ее по домам и предприятиям с помощью коммунальных служб.ERCOT обслуживает 23 миллиона клиентов в Техасе, что составляет 85 процентов электрической нагрузки штата и 75 процентов территории штата.

Идентификатор электрической службы (ESID)

Уникальный идентификатор, созданный для вашего измерителя вашим поставщиком услуг распределения передачи. Думайте об этом как об IP-адресе вашего измерителя.

Электроэнергетика

Электроэнергетическая компания, часто коммунальная служба, занимающаяся производством, передачей и распределением электроэнергии.

Электрическая сеть

Сеть линий электропередач, подстанций и трансформаторов, которая доставляет электроэнергию от поставщиков к потребителям.

Электричество

Подача электрического тока в дом или другое здание для отопления, освещения или питания приборов.

Спрос на электроэнергию

Количество электроэнергии, потребляемой в любой момент времени. Спрос растет и падает в течение дня в зависимости от времени суток и других факторов окружающей среды.

Дерегулирование электроэнергетики

На нерегулируемых розничных рынках электроэнергии, таких как Техас, дерегулирование электроэнергии означает, что вы можете выбрать розничного поставщика электроэнергии и план электроснабжения, отвечающий вашим конкретным потребностям. В то время как только одна компания обслуживает столбы и провода, которые доставляют вам электричество; многие компании конкурируют за продажу электроэнергии, которая течет по столбам и проводам. В результате вы получаете конкурентоспособные цены, лучшие варианты продуктов и лучшее обслуживание клиентов.

Этикетка с данными об электричестве (EFL)

Документ стандартного формата, требуемый Комиссией по коммунальным предприятиям штата Техас, который предоставляет клиентам раскрываемую информацию о ценах, контрактах, источниках производства электроэнергии и выбросах розничного поставщика электроэнергии.

Производство электроэнергии

Процесс производства электроэнергии или количество электроэнергии, произведенной путем преобразования других форм энергии, обычно выражаемое в киловатт-часах (кВтч) или мегаватт-часах (МВтч).

Потребление электроэнергии

В вашем счете за электроэнергию это количество электроэнергии, использованное в расчетном цикле, измеряемое в киловатт-часах (кВтч).

Аварийная резервная генерация

Использование электрогенераторов только во время перерывов в нормальном электроснабжении.

Энергоаудит

Обзор вашего дома или места работы, чтобы узнать, сколько энергии вы используете, и определить способы сокращения энергопотребления.Аудит может проводиться лично или путем проверки данных об использовании энергии для вашего дома или офиса.

Заряд энергии

Часть вашей общей платы за электроэнергию; общее количество киловатт-часов, потребленных в течение цикла выставления счетов, умноженное на цену, которую вы платите за киловатт-час.

Энергоэффективность

Использование меньшего количества энергии для обеспечения того же уровня производительности, комфорта и удобства. Целью энергоэффективности является сокращение потребления энергии, что может привести к экономии средств и меньшему воздействию на окружающую среду.

Этикетка EnergyGuide

Желтые и черные этикетки на приборах, которые помогут вам сравнить энергопотребление аналогичных моделей при совершении покупок. Правила маркировки бытовой техники Федеральной торговой комиссии требуют, чтобы производители бытовой техники размещали эти этикетки на:

.

• Холодильники, морозильники, посудомоечные и стиральные машины, телевизоры
• Водонагреватели, печи, котлы
• Центральные кондиционеры, комнатные кондиционеры, тепловые насосы
• Нагреватели для бассейнов

Поставщик энергетических услуг

Энергетическая организация, предоставляющая услуги розничному или конечному потребителю.Также известен как Розничный поставщик электроэнергии .

Источник энергии

Основной источник питания. Энергия может быть преобразована в электричество с помощью химических, механических или других средств. Обычные источники энергии включают уголь, нефть, газ, воду, уран, ветер, солнечный свет, геотермальную энергию и т. д.

ENERGY STAR ^®
ENERGY STAR — это программа Агентства по охране окружающей среды США, которая помогает частным лицам и предприятиям экономить деньги и защищать окружающую среду за счет превосходной энергоэффективности. Продукты, отмеченные знаком ENERGY STAR, проходят независимую сертификацию для экономии энергии без ущерба для функциональности.

И.Д. ESI (идентификатор электрической службы)

Уникальный 17- или 22-значный номер на рынке ERCOT, присваиваемый точке поставки электроэнергии TDSP. Вы можете найти этот номер в счете за электроэнергию.

Фиксированная ставка

Вы платите за электроэнергию по определенному тарифу, обычно за киловатт-час (кВтч), за каждый расчетный цикл.На тарифном плане с фиксированной ставкой ставка останется неизменной в течение всего срока действия вашего контракта. Тарифные планы с плавающей ставкой могут изменять ставку от одного платежного цикла к другому.

Ископаемое топливо

Природное топливо, образующееся в земле из растительных или животных остатков, такое как нефть, уголь и природный газ.

Топливо

Любое вещество, которое можно использовать для производства энергии.

Поколение

Производство электроэнергии.В Техасе электричество производится несколькими способами, включая природный газ, уголь, атомную энергию, энергию ветра, воды и солнца.

Генератор

Машина, которая преобразует механическую энергию в электричество, чтобы служить источником энергии для других машин. Электрические генераторы, используемые на электростанциях, используют водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные мельницы или другие источники механической энергии для вращения проволочных катушек в сильных магнитных полях, включая электрический потенциал в катушках.

Геотермальная энергия

Энергия, полученная путем использования подземных резервуаров тепла, обычно вблизи вулканов или других горячих точек на поверхности Земли.

Галогенная лампа

Тип лампы накаливания, который служит намного дольше и является более энергоэффективным, чем обычная лампа накаливания. В лампе используется газообразный галоген, обычно йод или бром, который вызывает повторное осаждение испаряющегося вольфрама на нити накала, что продлевает срок ее службы.

Гидроэнергетика

Гидроэлектроэнергия или гидроэлектроэнергия — это электричество, получаемое за счет использования энергии воды, стекающей с высокого уровня. Это вечный и возобновляемый ресурс. Огромные генераторы преобразуют потенциальную энергию падающей или быстро движущейся воды в электрическую энергию.

ОВКВ

Сокращение для обозначения системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, то есть системы или систем, обеспечивающих кондиционирование воздуха в здании.

Лампа накаливания

Стеклянный корпус, излучающий свет, когда вольфрамовая нить электрически нагревается, так что она светится. Большая часть энергии преобразуется в тепло; следовательно, этот класс ламп является относительно неэффективным источником света. В эту категорию входят знакомые ввинчиваемые лампочки, а также несколько более эффективные лампы, такие как вольфрамовые галогенные лампы, рефлекторные или R-лампы, лампы с параболическим алюминированным рефлектором (PAR) и лампы с эллипсоидальным рефлектором (ER).

Лампы накаливания

Лампа накаливания или лампа представляет собой источник электрического света, создаваемого нитью накала, нагреваемой электрическим током. Правительства во всем мире постепенно отказываются от ламп накаливания в пользу более энергоэффективных альтернатив освещения, таких как компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).

Киловатт (кВт)

Стандартная единица измерения электрической энергии (1000 Вт = 1 кВт).

Киловатт-час (кВтч)

Единица или мера подачи или потребления электроэнергии, равная 1000 Вт, работающая в течение одного часа.Пример: 1 кВтч = десять лампочек по 100 Вт горят одновременно в течение одного часа; 10 лампочек по 100 Вт x 1 час = 1 кВтч

Местная телекоммуникационная компания

Компания, которая передает и доставляет электроэнергию в дом или на предприятие потребителя по электрическим столбам и проводам. Местная проводная компания отвечает за техническое обслуживание и ремонт этих столбов и проводов и также называется поставщиком услуг по передаче и распределению (TDSP).

Люмен

Единица измерения световой энергии.В частности, люмены измеряют количество света, излучаемого лампой во всех направлениях.

Счетчик

Устройство, измеряющее количество электроэнергии, потребляемой жилым помещением, предприятием или устройством с электрическим питанием. Энергетические компании снимают счетчики, чтобы определить, сколько электроэнергии использовал каждый потребитель. Типы счетчиков электроэнергии включают цифровые счетчики и интеллектуальные счетчики.

Атомная энергетика

Энергия, получаемая при расщеплении атомов в ядерном реакторе.

В нерабочее время

Период относительно низкой потребности системы в электроэнергии. Эти периоды часто происходят в ежедневных, еженедельных и сезонных моделях. Использование технологии интеллектуальных счетчиков позволило электроэнергетическим компаниям предлагать новые продукты, в которых используются преимущества непиковых периодов ценообразования

.

В пике

Периоды относительно высокой потребности системы в электроэнергии. Эти периоды часто происходят в ежедневных, еженедельных и сезонных моделях.

Портативный генератор

Портативные генераторы служат источником резервного питания во время отключения электроэнергии.Типы портативных генераторов включают в себя работу на природном газе, пропане и бензине.

Предоплаченные планы

Планы оплаты электроэнергии с предоплатой предусматривают оплату электроэнергии по мере использования. Эти планы предлагают клиентам свободу решать, сколько электроэнергии покупать, в отличие от традиционного плана, при котором счет выставляется в конце платежного цикла. Клиенты могут выбрать регулярные платежи и не беспокоиться об уменьшении остатков на счетах.

Комиссия коммунальных служб штата Техас (PUC)

Государственное агентство, отвечающее за регулирование и надзор за электричеством и местными телекоммуникационными услугами в Техасе. При выборе электроэнергии PUC регулирует поставку электроэнергии и обеспечивает защиту потребителей.

Значение R

Мера сопротивления изоляционного или строительного материала тепловому потоку, выраженная как R-11, R-20 и т.д. Чем выше значение R, тем выше сопротивление тепловому потоку и лучше изолирующие свойства.

Лучистый барьер

Тонкий отражающий лист фольги, отражающий лучистое тепло обратно к его источнику. Излучающие барьеры, обычно устанавливаемые на чердаках или в качестве обертывания дома, уменьшают приток тепла летом и потери тепла зимой, что приводит к снижению потребления энергии.

Ставка

Сумма, которую вы платите за электроэнергию, представляет собой тариф, и обычно это сумма за киловатт-час (кВтч).

Возобновляемая энергия

Электричество, производимое из ресурсов, зависящих от источников топлива, которые восстанавливаются за короткие промежутки времени.К таким источникам топлива относятся солнце, ветер, движущаяся вода, органические растения и отходы (биомасса) и тепло земли (геотермальная энергия).

Розничный поставщик электроэнергии (РЭП)

В Техасе REP — это компания, которая продает электроэнергию потребителям и отвечает за отправку ежемесячных счетов за электроэнергию.

Солнечная энергия

Тепловое излучение солнца, которое преобразуется в электроэнергию.

Умная энергия

Термин «умная энергетика» происходит от философии использования наиболее рентабельного подхода к удовлетворению ваших потребностей в электроэнергии при минимальном воздействии на окружающую среду.Reliant Smart Energy Solutions — это инновационные и продуманные планы, продукты и услуги, которые позволяют нашим клиентам с интеллектуальными счетчиками контролировать потребление электроэнергии.

Умный дом

Дом, оборудованный освещением, отоплением и электронными устройствами, которыми можно дистанционно управлять с помощью телефона или компьютера. Умные дома используют различные инструменты, чтобы сделать жизнь своих жителей проще и эффективнее, а также уменьшить воздействие на окружающую среду.

Умный счетчик

Тип счетчика электроэнергии, который имеет постоянно доступную удаленную двустороннюю связь и возможность хранения информации.Интеллектуальные счетчики записывают и сохраняют ваше потребление электроэнергии с 15-минутными интервалами и передают эту информацию об использовании вашей местной проводной компании . В отличие от традиционных счетчиков электроэнергии, которые измеряют только общее потребление, умные счетчики показывают, когда энергия была потреблена.

Термический

Восходящий поток воздуха, вызванный нагревом от нижней поверхности.

Трансформатор

Устройство, используемое для передачи электрической энергии от одной цепи к другой.

T поставщик услуг передачи и распространения (TDSP)

Местная проводная компания, отвечающая за столбы и провода, которые передают и доставляют электричество в ваш дом или офис. TDSP несут ответственность за техническое обслуживание и ремонт этих столбов и проводов.

Применение

Количество электроэнергии, которое вы использовали в течение указанного расчетного периода, указанное в киловатт-часах (кВтч). Это указано в вашем счете за электроэнергию как использованный кВтч.

Переменная ставка

При использовании тарифа на электроэнергию с плавающей ставкой ставка, которую вы платите, может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от ежемесячных изменений на рынке.

Вольт

Единица измерения силы, используемой для создания электрического тока. Также толчок или сила, которая перемещает электрический ток через проводник.

Вт

Устройство, измеряющее электрическую мощность. 1 кВт = 1000 Вт. 1 мегаватт (МВт) = 1 000 000 ватт

Генераторы для всего дома

Генераторы для всего дома — это постоянное решение, позволяющее избежать угрозы отключения электроэнергии.Генераторы для всего дома (или резервные) требуют профессиональной установки.

Энергия ветра

Форма преобразования энергии, при которой турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в электрическую энергию, которую можно использовать для производства электроэнергии.

Ветряная турбина

Устройство, которое преобразует кинетическую энергию ветра, также называемую энергией ветра, в механическую энергию в процессе, известном как энергия ветра.

Наверх ⌃

Что заставляет газообразный водород светиться, когда через него проходит электрический ток? – М.В.Организинг

Что заставляет газообразный водород светиться, когда через него проходит электрический ток?

Элементы в этом наборе (62) Что придает цвет газонаполненным лампочкам? Электрический ток, проходящий через газ в каждой стеклянной трубке, заставляет газ светиться своим характерным цветом.Эти электроны теряют энергию, испуская свет, когда возвращаются на более низкие энергетические уровни.

Какие газы излучают цвета при подаче электрического тока?

Аргон и криптон являются благородными газами, потому что их внешняя оболочка полностью заполнена. Они излучают цвета, когда подается электрический ток, потому что, когда через них проходит ток, электроны возбуждаются, поглощая энергию, и они переходят из основного состояния на более высокий энергетический уровень.

Каким цветом светится ксенон?

синее свечение

Каким цветом светится газообразный водород при возбуждении?

Цвет

Какой элемент группы 7а является наиболее реакционноспособным?

Фтор

Как называется группа 7А?

Группа 7А — Галогены. Группа 7A (или VIIA) периодической таблицы — это галогены: фтор (F), хлор (Cl), бром (Br), йод (I) и астат (At). Название «галоген» означает «солеобразующий», происходящее от греческих слов halo- («соль») и -gen («образование»).

Почему группа 7А реактивна?

Наличие семи валентных электронов делает галогены чрезвычайно реактивными.Атомы стабильны, когда у них восемь валентных электронов, поэтому галогены действительно хотят, чтобы электронов другого элемента было восемь.

Что самое реактивное в группе 1?

франций

Какой элемент наиболее активно реагирует с водой в группе 1?

Проблемы

• Оксиды металлов образуют в воде основные растворы.
• Дифтор не реагирует с водой.
• Бериллий имеет большой атомный радиус.
• Натрий является щелочным элементом, наиболее бурно реагирующим с водой.

Почему литий наиболее активен?

Реактивность. Литий входит в группу щелочных металлов 1, которые очень реакционноспособны и никогда не встречаются в чистом виде в природе. Это связано с их электронной конфигурацией, поскольку они имеют один валентный электрон (рис. 1), который очень легко отдается для создания связей и образования соединений.

Почему литий наименее реакционноспособен в группе 1?

Литий наименее реактивен, потому что у него наименьшее количество электронов.По мере того, как вы спускаетесь по элементам в группе 1, электроны могут более бурно реагировать с водой, потому что для того, чтобы электрон покинул металл, требуется меньше энергии.

Какой газ выделяется при взаимодействии лития с водой?

водород

Является ли литий самым активным металлом в группе 1?

Реакционная способность элементов группы 1 Водород является очень реакционноспособным газом, а щелочные металлы еще более реакционноспособны. Реакционная способность щелочных металлов увеличивается сверху вниз в группе, поэтому литий (Li) является наименее реакционноспособным щелочным металлом, а франций (Fr) является наиболее реакционноспособным.

Является ли калий более реакционноспособным, чем литий?

Металлический калий действительно более реакционноспособен, чем металлический литий, потому что калий имеет более слабо связанный валентный электрон. В прямых реакциях калий реагирует бурнее, чем литий.

Почему калий является лучшим проводником электричества, чем литий?

Поскольку это металлы, они теряют электроны. Склонность к потере электронов больше у калия, чем у лития. Это связано с тем, что в литии валентные электроны находятся ближе к ядру, поэтому силы притяжения между ядром и валентными электронами очень сильны.

Кто более реактивен Li или K?

В ряду реактивности наиболее реакционноспособный элемент помещается вверху, а наименее реактивный элемент — внизу. Более химически активные металлы имеют большую склонность терять электроны и образовывать положительные ионы… Ряд реактивности.

Юрисдикция и регулирующий орган Совета по коммунальным предприятиям штата Айова

Основной регулирующий орган IUB изложен в §§ 474 Кодекса штата Айова.9 и 476.1 и 199 Административного кодекса штата Айова, главы 1–45. IUB регулирует тарифы и услуги коммунальных услуг по электроэнергии, природному газу и водоснабжению, услуги коммунальных предприятий связи и в целом контролирует все трубопроводы, а также передачу, продажу и распределение электрического тока.

Электрический

IUB регулирует электроэнергию в соответствии с главой 476 Кодекса Айовы. Он регулирует тарифы и услуги двух электрических компаний, принадлежащих инвесторам, MidAmerican Energy Company (MidAmerican) и Interstate Power and Light Company (IPL), дочерней компании Alliant Energy.Вместе эти компании обслуживают более 1 миллиона потребителей электроэнергии. Услуги муниципальных электроэнергетических компаний регулируются только в вопросах, указанных в законе, раздел 476.1B Кодекса Айовы. Сельские электрические кооперативы (REC) регулируются для обслуживания только в вопросах, определенных законом, Кодексом Айовы 476.1A.

Природный газ

IUB имеет общую юрисдикцию над газовыми предприятиями, поставляющими природный газ по трубопроводам в соответствии с главой 476, но не регулирует газ пропан. IUB регулирует тарифы и услуги следующих четырех газовых компаний, принадлежащих инвесторам: MidAmerican, IPL, Black Hills Energy и Liberty Utilities.IUB также регулирует газовые услуги, предоставляемые муниципальными коммунальными службами, и только в вопросах, определенных законом, Кодексом штата Айова 476.1B. Газовые компании, имеющие менее 2000 клиентов, подпадают под действие отдельных положений о тарифах и услугах в соответствии с Кодексом штата Айова, § 476.1C

.

Телекоммуникации

IUB имеет общие регулирующие полномочия в отношении двусторонней наземной связи в соответствии с главой 476. Кроме того, в соответствии с главами 476 и 47 Кодекса штата Айова U.S.C. § 252 Федерального закона о телекоммуникациях от 1996 г. IUB уполномочен разрешать споры между конкурентами.

IUB обладает юрисдикцией рассматривать все жалобы относительно любых несанкционированных изменений в учетной записи клиента телекоммуникационных услуг (т. е. захлопывания и зубрежки), даже если рассматриваемая услуга не регулируется. IUB не регулирует услуги сотовой связи или кабельного телевидения, но заключает соглашения о франшизе кабельного телевидения.

Наконец, в соответствии с главой 477C IUB администрирует услугу двухсторонней ретрансляции, позволяющую лицам с нарушениями связи пользоваться телефоном. Он также управляет программой распределения оборудования для предоставления телекоммуникационных устройств для глухих лицам, имеющим на это право.

Вода

IUB регулирует тарифы и услуги предприятий водоснабжения, принадлежащих инвесторам, с более чем 2000 клиентов. В настоящее время Iowa-American Water Company является единственным предприятием водоснабжения в Айове, принадлежащим инвесторам, с более чем 2000 клиентов. Компания обслуживает около 63 000 потребителей воды в округах Давенпорт, Клинтон и Диксон. IUB не регулирует малые или муниципальные гидротехнические сооружения.

Бытовая канализация и ливневая канализация

IUB имеет полномочия в отношении тарифов и услуг по очистке бытовых сточных вод и ливневой канализации, предоставляемых коммунальными предприятиями, принадлежащими инвестору.IUB принял правила, касающиеся этих коммунальных услуг, в главе 21 199 IAC.

Другие органы​

В юрисдикцию IUB также входят: сертификация генераторов электроэнергии (глава 476A), полномочия по безопасности и выбору размещения линий электропередачи (глава 478), безопасность и размещение внутригосударственных газопроводов (глава 479), инспекция межгосударственных газопроводов на от имени Управления безопасности трубопроводов и опасных материалов (PHMSA) Федерального департамента транспорта (глава 479A) и размещения трубопроводов для опасных жидкостей (глава 479B).