Энергетика Материалы по русскому языку в профессиональной сфере для самостоятельной работы студентов эфф тпу 2009 Предтекстовые задания По названию текста предположите тему и жанр статьи (обзорная статья, новость, техническое описание и т п.
 Скачать 457.41 Kb.
|
|
Вавилова Е.Н. «Энергетика» Материалы по русскому языку в профессиональной сфере для самостоятельной работы студентов ЭФФ ТПУ 2009 Предтекстовые задания: 1. По названию текста предположите тему и жанр статьи (обзорная статья, новость, техническое описание и т.п.). 2. Знакомо ли вам имя Никола Тесла? Что вам о нём известно? Трансформатор Теслы Трансформатор Теслы — единственное из изобретений Николы Теслы, носящих его имя сегодня. Это — резонансный трансформатор, производящий высокое напряжение при высокой частоте. Оно использовалось Теслой в нескольких размерах и вариациях для его экспериментов Схема простейшего трансформатора Тесла В элементарной форме трансформатор Теслы состоит из двух катушек, первичной и вторичной, и обвязки, состоящей из разрядника (прерывателя), конденсатора, тороида и терминала (на схеме показан как «выход»). Первичная катушка построена из 5-30 витков провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная из многих витков провода меньшего диаметра. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от многих других трансформаторов, здесь нет никакого ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у обычных трансформаторов с ферромагнитным сердечником. У данного трансформатора также практически отсутствует магнитный гистерезис, явления задержки изменения магнитной индукции относительно изменения тока и другие недостатки, вносимые присутствием в поле трансформатора ферромагнетика. Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник (искровой промежуток). Разрядник, в простейшем случае, обыкновенный газовый; выполненный обычно из массивных электродов, что сделано для большей износостойкости при протекании больших токов через электрическую дугу между ними. Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора выполняет ёмкостная связь между тороидом, оконечным устройством, витками самой катушки и другими электропроводящими элементами контура с «землей». Оконечное устройство (терминал) может быть выполнено в виде диска, заточенного штыря или сферы. Терминал предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины. Геометрия и взаимное положение частей трансформатора Теслы значительно влияет на его работоспособность, что аналогично проблематике проектирования любых высоковольтных и высокочастотных устройств. Трансформатор Теслы рассматриваемой простейшей конструкции, показанной на схеме, работает в импульсном режиме. Первая фаза — это заряд конденсатора до напряжения пробоя разрядника. Вторая фаза — генерация высокочастотных колебаний. Заряд конденсатора производится внешним источником высокого напряжения, защищённым дросселями и построенным обычно на базе повышающего низкочастотного трансформатора. Так как часть электрической энергии, накопленной в конденсаторе, уйдёт на генерацию высокочастотных колебаний, то ёмкость и максимальное напряжение на конденсаторе пытаются максимизировать. Напряжение заряда ограничено напряжением пробоя разрядника, которое (в случае воздушного разрядника) можно регулировать, изменяя расстояние между электродами. Типовое максимальное напряжение заряда конденсатора — 2-20 киловольт. Знак напряжения для заряда обычно не важен, так как в высокочастотных колебательных контурах электролитические конденсаторы не применяются. Более того, во многих конструкциях знак заряда меняется с частотой бытовой сети электроснабжения (50 или 60 Гц). После достижения напряжения между электродами разрядника напряжения пробоя в нём возникает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается через разрядник на катушку. После разряда конденсатора напряжение пробоя разрядника резко уменьшается из-за оставшихся в газе носителей заряда. Практически, цепь колебательного контура первичной катушки остаётся замкнутой через разрядник, до тех пор, пока ток создаёт достаточное количество носителей заряда для поддержания напряжения пробоя существенно меньшего, чем амплитуда напряжения колебаний в LC контуре. Колебания постепенно затухают в основном из-за потерь в разряднике и ухода электромагнитной энергии на вторичную катушку. Во вторичной цепи возникают резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале высоковольтного высокочастотного напряжения. Для мощных трансформаторов Тесла используются более сложные конструкции разрядника. Например использующие электродвигатель вращающий диск с электродами, которые приближаются (или просто замыкают) к ответным электродам для замыкания первичного контура. Скорость вращения вала и расположение контактов выбираются исходя из необходимой частоты следования пачек колебаний. В качестве генератора ВЧ напряжения, в современных трансформаторах Теслы используют ламповые (VTTC) и транзисторные (SSTC, DRSSTC) генераторы. Это даёт возможность уменьшить габариты установки, повысить управляемость, снизить уровень шума и избавиться от искрового промежутка. Многие разработчики в качестве прерывателя (разрядника) используют управляемые электронные компоненты, такие как IGBT транзисторы, модули на MOSFET транзисторах, электронные лампы, тиристоры. Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллионов вольт. Это напряжение в резонансной частоте способно создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь длину многих метров. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому трансформатор Теслы используется как декоративное изделие. Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспроводной передачи энергии. В начале XX века трансформатор Теслы также нашёл популярное использование в медицине. Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые, протекая по тонкому слою поверхности кожи, не причиняют вреда внутренним органам, оказывая при этом тонизирующее и оздоравливающее влияние. [1] Последние исследования механизма воздействия мощных ВЧ токов на живой организм показали негативность их влияния. [2] В наши дни трансформатор Теслы не имеет широкого практического применения. Он изготовляется многими любителями высоковольтной техники и сопровождающих её работу эффектов. Также он иногда используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах. 1. ↑ Однако необходимо знать, какие напряжения и диапазоны частот безвредны для организма 2. ↑ Появление злокачественных опухолей (рака) Притекстовые задания: 1. Прочитайте текст 2. Найдите в тексте термины и дайте их определение. 3. Как вы понимаете выделенные слова? 4. Разделите текст на 6 частей. Озаглавьте их. 5. Используя схему, опишите устройство трансформатора Теслы и принцип его работы (своими словами). 6. Какова цель использования в современных трансформаторах ламповых и транзисторных генераторов? 7. Каково применение трансформатора Теслы раньше и сейчас? Текст 2 Предтекстовое задание: По названию текста предположите тему и жанр статьи (обзорная статья, новость, техническое описание и т.п.). Бифилярная катушка Бифилярная катушка — электромагнитная катушка, которая содержит две близко расположенных, параллельных обмотки. Если используются три изолированных провода, используется термин «трифилярная катушка». В технике слово «бифиляр» описывает провод, который сделан из двух изолированных жил. Оно обычно используется, чтобы обозначить специальные типы провода для обмоток трансформаторов. Бифилярный провод, как правило, представляет собой цветные эмалированные провода, соединённые вместе. Есть четыре типа бифилярно намотанных катушек: 1. параллельная намотка, последовательное соединение; 2. параллельная намотка, параллельное соединение; 3. встречно намотанная катушка, последовательное соединение; 4. встречно намотанная катушка, параллельное соединение. Некоторые бифилярные катушки намотаны так, что ток в обеих катушках течёт в одном и том же направлении. Магнитное поле, созданное одной обмоткой, складывается с созданным другой, приводя к большему общему магнитному полю. В других типах катушек витки расположены так, чтобы ток тёк в противоположных направлениях. Поэтому магнитное поле, созданное одной обмоткой, равно и направлено противоположно созданному другой, приводя к общему магнитному полю, равному нулю. Это означает, что коэффициент самоиндукции катушки — ноль. Бифилярная катушка (чаще называемая бифилярной обмоткой) используется в современной электротехнике как способ создания проволочного резистора с незначительной паразитной индуктивностью. Другой тип бифилярной катушки применяется в обмотках некоторых реле и трансформаторов, используемых в импульсных источниках электропитания, чтобы подавить обратную ЭДС. В этом случае, две обмотки близко расположены и намотаны параллельно, но электрически изолированы друг от друга. Основная обмотка управляет реле, а вспомогательная замкнута накоротко внутри корпуса. Когда ток через первичную обмотку прерывается, как случается, когда реле отключается, большая часть магнитной энергии поглощается вспомогательной обмоткой и превращается в тепло на её внутреннем сопротивлении. Это — только некоторые из нескольких методов поглощения энергии от катушки для защиты устройства (обычно полупроводникового, уязвимого к скачкам напряжения), которое управляет реле. Главное неудобство этого метода состоит в том, что он сильно увеличивает время переключения реле. При применении в импульсном трансформаторе, одна обмотка бифилярной катушки используется как способ рассеяния энергии, запасенной в магнитном потоке. Из-за их близости, оба провода бифилярной катушки «видят» один и тот же магнитный поток. Один провод заземлен, обычно через диод, так, что, когда на другом, основном проводе бифилярной катушки отключается напряжение, магнитный поток создаёт ток через вспомогательную (ограничивающую) обмотку. Напряжение на этой обмотке равно падению напряжения на диоде (в прямом направлении) и равное напряжение появляется на основной обмотке. Если бы ограничивающая обмотка не использовалась, то паразитный магнитный поток попытался бы индуцировать ток в основной обмотке. Так как эта обмотка отключена и коммутационный транзистор находится в закрытом состоянии, высокое напряжение, которое появилось бы на полупроводниковом коммутационном транзисторе, могло бы превысить его пробивное напряжение и повредить его. Бифилярная катушка упоминается Николой Тесла в патенте Соединенных Штатов под номером U.S. Patent 512340 (англ.) 1894 года. Тесла объясняет, что в некоторых применениях (которые он не указывает) коэффициент самоиндукции обычной катушки является нежелательным и должен быть нейтрализован с помощью подключения внешнего конденсатора. Бифилярная катушка имеет бо7льшую собственную ёмкость, чем обычная, таким образом, можно сэкономить на стоимости конденсаторов. Следует отметить, что это применение бифилярной катушки отличается от современных. Материал из Википедии — свободной энциклопедии Притекстовые задания: 1. Прочитайте текст. Как он связан с предыдущим текстом? 2. Выпишите из текста дефиниции (определения). 3. Найдите и восстановите скрытые (неявные) определения. 4. Выпишите из текста термины. Разделите их на две группы: конкретные (названия устройств) и абстрактные. Объясните их значение. 5. Разбейте текст на части и озаглавьте их. Послетекстовое задание: 6. Напишите резюме текста о применении бифилярных катушек. Текст 3 Предтекстовое задание: По названию текста предположите тему и жанр статьи (обзорная статья, новость, техническое описание и т.п.). Как вы думаете, что означает «беспроводная»? Беспроводная энергетика Новую технологию беспроводной передачи энергии продемонстрировали физики из Массачусетского технологического института (МТИ). Две магнитные антенны диаметром 60 см, настроенные на одну резонансную частоту, обеспечили энергией лампочку мощностью 60 Вт. Как дистанционно зарядить беспроводное устройство вроде ноутбука, сотового телефона или домашнего робота? Для передачи энергии можно использовать электромагнитные волны, но они будут уносить львиную часть энергии в окружающее пространство… Работающие на высоких частотах узконаправленные антенны или лазеры опасны. Не дай бог, что-то окажется на пути концентрированного пучка электромагнитного поля. А связанные, как в обычном трансформаторе, магнитные катушки эффективно работают только в непосредственной близости друг от друга. Год назад научная группа из МТИ предложила использовать так называемые нераспространяющиеся (evanescent) электромагнитные волны. Они быстро затухают вблизи излучателя и не уносят энергии в пространство, но их энергию можно использовать, если на расстоянии меньше длины волны от источника поместить настроенный в резонанс приемник. И вот теперь эта идея была впервые реализована. Две резонансные катушки, настроенные на частоту десять мегагерц, что соответствует длине волны тридцать метров, были размещены в двух метрах друг от друга. К одной был присоединен передатчик, а к другой приемник и лампочка. Вокруг излучающей катушки возбуждается в основном магнитное поле, которое в отличие от электрического слабо взаимодействует с большинством тел, если в них нет ничего настроенного с этим полем в резонанс. Поэтому такая антенна практически безопасна, а любое электронное устройство, помещенное между антеннами, не помешает передаче энергии и будет нормально работать. Настроенные в резонанс антенны оказываются сильно магнитно связаны, и энергия передается приемнику с эффективностью около сорока процентов. Остальные шестьдесят процентов поглощаются излучателем. Результаты демонстрационных экспериментов хорошо совпали с предсказаниями теории. Но полуметровая антенна великовата для использования в быту, и в ближайшее время ученые обещают продемонстрировать передачу энергии на более компактные приемные антенны. Кроме того, шестьдесят процентов потерь при передаче – чересчур большая плата за беспроводное удобство. И хотя пока трудно сказать, найдет ли эта технология практическое применение, начало исследований получилось многообещающим. «Компьютерра» №23, 2007 Притекстовые задания: 1. Прочитайте текст. Определите тезис (главную мысль). 2. Найдите в тексте термины. Дайте их определения. 3. На основе текста определите значение выделенных слов. Подберите к ним синонимы и антонимы. 4. Кратко сформулируйте суть описанного изобретения. 5. Каковы его достоинства и недостатки? Послетекстовое задание: Представьте ситуацию, в которой Вы – автор данного изобретения. На основе текста создайте презентацию своего нового оборудования. Текст 4 Предтекстовое задание: По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет идти речь в данной статье? Может ли энергия быть плоской? В каком стиле написана данная статья? Плоская энергия "Умный" пластиковый лист для беспроводного снабжения энергией самых разнообразных устройств изготовили ученые из Токийского университета. Удачная реализация старой идеи с использованием новейших технологий обещает нам избавление от пыльных клубков проводов в домах и офисах. Прототип нового устройства размером с наш журнал имеет толщину около миллиметра, весит 50 г и способен передавать до 40 Вт любому аппарату, снабженному специальной приемной катушкой. Принцип его работы не нов - энергия передается от одной катушки к другой, как в обычном трансформаторе. Гораздо труднее обеспечить эффективность и безопасность передачи энергии за доступную цену. В новом устройстве эффективность достигает 81%, что кажется не слишком блестящим, но вполне терпимым результатом по сравнению с обычной эффективностью в 93% всей силовой сети передачи энергии от электростанции до лампочки в люстре. Но и этот результат был достигнут с большим трудом. Гибкий лист просто набит электроникой. Помимо матрицы плоских медных передающих катушек в нем размещается матрица дополнительных сенсорных катушек, которые определяют местоположение приемной катушки. Если ее поднести к листу ближе, чем на 2,5 см, то с помощью электронной схемы из органических транзисторов и микромеханических переключателей ближайшая силовая катушка автоматически включается на передачу. Так исключается бессмысленное излучение в пространство. Все четыре слоя устройства изготавливают печатным способом. Плоские медные катушки - с помощью трафаретной печати, а слои с транзисторами и переключателями - с помощью печати струйной. В результате получается гибкий лист ориентировочной стоимостью 100 долларов за квадратный метр. Такие листы в умном доме можно положить на стол, встроить в пол и стены. В подобном доме не понадобятся электрические розетки, поскольку всё - от гирлянд на новогодней елке до плоского телевизора на стене, от сотового телефона до робота-пылесоса - можно будет обеспечить энергией беспроводным способом. Несмотря на большой интерес к новинке многих компаний-производителей, авторы пока не торопятся внедрять свое детище в массовое производство. По их оценкам, потребуется еще лет пять для отладки технологии и выработки стандартов беспроводной передачи энергии. «Компьютерра» № 18, 2007 Притекстовые задания: 1. Прочитайте первый абзац. Уточните тему статьи. Чем полезно изобретение, о котором идёт речь? 2. Прочитайте весь текст. Найдите в тексте термины. Дайте их определения. 3. Объясните значение слов: прототип, сенсорный. 4. На основе контекста определите значение выделенных слов. Подберите к ним синонимы и антонимы. 5. Опишите, как выглядит устройство 6. Как его можно применять? 7. Каковы его достоинства и недостатки? 8. Каковы перспективы данного устройства? 9. Как вы думаете, почему статья называется «плоская энергия»? Дайте свой вариант названия статьи (в научном стиле). Послетекстовое задание: 10. Представьте, что вы – изобретатель данного устройства. Проведите презентацию этого устройства (вид, принцип работы, устройство, способ изготовления, применение). Текст 5 Предтекстовое задание: По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет идти речь в данной статье? К какому стилю речи она принадлежит? |