| 21970318 23552 19854 932 1торов.
Лит.: Т а м м И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976, гл. 1; К а л а пиикое С. Г., Электричество, 3 изд., М., 1970 (Общий курс физики, т. 2), гл. 4.
Г. Я. Мякишев.
"ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ И ТЕПЛОВОЗНАЯ ТЯГА", ежемесячный производств.-технич. журнал, орган Мин-ва путей сообщения СССР. Осн. в 1956 в Москве. Рассчитан на машинистов локомотивов и их помощников, ремонтников, инж.-технич. работников ж.-д. транспорта и метрополитена. Освещает передовой опыт эксплуатации и ремонта локомотивов, электро- и дизельпоездов, тяговых подстанций и контактных сетей, вопросы внедрения новой техники, безопасности движения поездов. Тираж (1978) 133 тыс. экз.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИСКРА, то же, что искровой разряд.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛАМПА, источник света, в к-ром происходит преобразование электрич. энергии в световую. Наиболее распространёнными Э. л. являются лампы накаливания и газоразрядные лампы (см. Газоразрядные источники света).
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, служит для преобразования механич. энергии в электрическую и электрической в механическую, а также электрич. энергии в электрическую же, отличающуюся по напряжению, роду тока, частоте и др. параметрам. Действие Э. м. основано на использовании явления электромагнитной индукции и законов, определяющих взаимодействие электрич. токов и магнитных полей.
Для преобразования механич. энергии в электрическую служат генераторы электромашинные, электрич. энергии в механическую - двигатели электрические. Каждая из этих машин (в соответствии с Ленца правилом) энергетически обратима, т. е. может работать как в генераторном, так и в двигательном режиме; однако выпускаемые пром-стью Э. м. обычно предназначены для выполнения определённой работы (ем. также Переменного тока машина, Постоянного тока машина, Асинхронная электрическая машина, Синхронная машина, Коллекторная машина).
Преобразования рода тока, частоты, числа фаз, напряжения осуществляют электромашинными преобразователями (см. Преобразовательная техника), электромашинными усилителями, трансформаторами электрическими.
К Э. м. относят также машины спец. назначения, напр, магнето, сварочный генератор, тахогенератор, тяговый электродвигатель.
Лит.: Костенко М. П., Пиотровский Л. М., Электрические машины, 3 изд., ч. 2, Л., 1973; Вольдек А. И., Электрические машины, 2 изд., Л., 1974. М. Д. Находкин.
30-05.htm
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ, напряжённость однородного электрич. поля, при к-рой наступает пробой диэлектриков. При определении Э. п. для исключения теплового пробоя измерения производятся, как правило, в импульсном режиме, но импульсы напряжения должны быть достаточно длительными, чтобы процессы, приводящие к Э. п., протекали без перенапряжений. Такими процессами являются ударная ионизация либо туннельное просачивание, либо то и другое.
При напряжениях выше Э. п. диэлектрик становится проводником (когда напряжённость электрич. поля Е достигает пробивной Епр, электропроводность скачкообразно возрастает). Переход в проводящее состояние часто приводит к разрушению материала из-за перегрева. Э. п. обладают все газы, в т. ч. пары металлов, твёрдые и жидкие диэлектрики. У слюды, кварца и др. хороших диэлектриков Э. п. достигает 106-107в/см; в тщательно очищенных и обезгаженных жидких диэлектриках Э. п. также достигает 106в/см; в газах Э. п. зависит от давления и др. условий и составляет для воздуха при нормальных условиях и толщине слоя порядка 1 см ок. 3-Ю4в/см; у полупроводников (Ge, Si) Э. п. порядка 105в/см, однако при очень низких темп-pax, когда пробой вызывается ударной ионизацией примесей, Э. п. в Ge порядка 5 в/см.
ЭЛЕКТРЙЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА, электроразведка, группа методов разведочной геофизики, осн. на изучении естественных или искусственно возбуждаемых электрич. и электромагнитных полей в земной коре. Физ. основа Э. р.- различие горных пород и руд по их удельному электрич. сопротивлению, диэлектрич. проницаемости, магнитной восприимчивости и др. свойствам.
Впервые Э. р. для поисков полезных ископаемых применили в кон. 19 в. К. Барус (США) и Е. И. Рагозин (Россия). В 1912 К. Шлюмберже (Франция) разработал и практически использовал методы, осн. на исследовании постоянных электрич. полей. В 1919-22 К. Лундберг и X. Зундберг (Швеция) положили начало методам Э. р., изучающим переменные электромагнитные поля. Первые электроразведочные работы в СССР выполнил в 1924 А. А. Петровский. При этом изучались естеств. электрич. поля, возникающие в результате электрохимич. процессов, происходящих на контакте руды с вмещающими породами.
По характеру исследуемых электромагнитных полей методы Э. р. делятся на неск. групп.
Методы кажущегося сопротивления. Осн. на изучении постоянных электрич. полей, создаваемых в земной коре двумя заземлёнными проводниками (заземлениями), подключёнными к полюсам источника постоянного тока. Электрич. поле исследуется при помощи измерит, цепи, состоящей из двух заземлений и прибора для измерения разности потенциалов между этими заземлениями. Результаты измерений выражаются в виде т. н. кажущегося сопротивления, изменение к-рого даёт представление о геол. строении исследуемой площади.
Методы электрохимической поляризации. Этими методами изучают электрич. поля, возникающие вокруг рудных залежей, минерализованных зон и др. геол. объектов вследствие их электрич. поляризации. Причиной поляризации могут быть естеств. электрохимич. процессы, в к-рых участвует рудное тело (окисление, восстановление и др.), либо электрохимич. процессы, искусственно вызванные пропускаемым током. По распределению потенциалов этого поля определяют наличие поляризующихся объектов и их положение. Осн. область применения - поиски рудных месторождений.
Методы магнитотеллурического поля. С помощью этих методов исследуется переменная составляющая естеств. электромагнитного поля Земли. Глуб. проникновения магнитотел-лурич. поля в землю благодаря скин-эффекту зависит от его частоты, поэтому поведение низких частот поля (сотые и тысячные доли гц) отражает строение земной коры на глубинах в неск. км, а более высоких частот (десятки и сотни гц) - на глубинах в неск. десятков м. Исследование зависимости измеренных электрич. и магнитных компонент поля от его частоты позволяет изучать геол. строение исследуемой территории.
Методы электромагнитного зондирования позволяют изучать геол. разрез в вертикальном направлении. Измерения проводятся в одной и той же точке профиля при изменении расстояния между электродами (дистанционное зондирование) или изменении частот электромагнитного поля (частотное зондирование). Электромагнитные зондирования применяются гл. обр. для изучения полого залегающих геол. структур (в т. ч. благоприятных для скопления нефти и газа). Индуктивные (или электромагнитные) методы. При работе этими методами поле возбуждается индуктивным способом (незаземлёнными контурами с переменным током). См. Электромагнитная разведка. Радиоволновые методы основаны на изучении поглощения радиоволн при их распространении в горных породах. Осн. радиоволновой метод - радиоволновое просвечивание, при к-ром в одной из скважин или горных выработок помещается радиопередатчик, а в соседних измеряется напряжённость электромагнитного поля. Хорошо проводящие рудные залежи, находящиеся в пространстве между скважинами или выработками, поглощают 6. ч. электромагнитного поля и создают в области измерений радиотень. По её положению и размерам устанавливают наличие рудных тел и их контуров. Изучение геол. строения приповерхностных частей геол. разреза (до глубин 20-30м) основано на использовании полей радиовещат. станций, распространяющихся вдоль поверхности земли и индуцирующих в проводящих объектах вторичные токи.
По характеру решаемых геол. задач выделяют рудную, структурную и инженерно-геол. Э. р. Специфич. область применения - археология, гляциология и др. Существуют наземные, воздушные, скважинно-рудничные и морские модификации Э. р.
Электроразведочная аппаратура состоит из источников тока, источников электромагнитного поля и измерит, устройств. Источники тока - батареи сухих элементов, генераторы и аккумуляторы; источники поля - заземлённые на концах линии или незаземлённые контуры, питаемые постоянным или переменным током. Измерит, устройства состоят из входного преобразователя (датчика поля), системы промежуточных преобразователей сигнала, преобразовывающей сигнал для его регистрации и фильтрующей помехи, и выходного устройства, обеспечивающего измерение сигнала. Электроразведочная аппаратура, предназнач. для изучения геол. разреза на глубине, не превышающей 1- 2 км, изготавливается в виде лёгких переносимых комплектов. Для изучения больших глубин применяются электроразведочные станции.
При первичной обработке результатов полевых наблюдений вычисляют кажущиеся сопротивления, потенциалы постоянных полей и др.; представляют их в виде графиков, карт, таблиц. В процессе дальнейшей геол. интерпретации проводится сравнение наблюдаемого поля с результатами теоретич. рассчитанных моделей геол. разреза, используются сведения об электромагнитных свойствах пород, результаты работ др. методами.
Применение Э. р. позволяет удешевить и ускорить геол. исследования за счёт сокращения объёма дорогостоящих горно-проходческих и буровых работ. Развитие Э. р. связано с разработкой новых методов, увеличением исследуемой глубины земной коры и повышением степени надёжности получаемых результатов.
Лит.; ЗаборовскийА. И., Электроразведка, М., 1963; Якубовский Ю. В., Электроразведка, М., 1973; Якубовский Ю. В., Л я х о в Л. Л., Электроразведка, 3 изд., М., 1974. Ю. В. Якубовский.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЕПАРАЦИЯ, разделение сыпучих тонкозернистых или измельчённых полезных ископаемых и материалов (абразивы, пром. отходы и т. п.) в электрич. поле сепаратора. При Э. с. частицы в зависимости от электрич. свойств, химич. состава, размеров, плотности и т. п. получают различные электрич. заряды и рассортировываются в бункера.
Методы Э. с.: электростатические {использующие различия в электропроводности, электризации трением, диэлектрич. проницаемости, пироэлектрич. эффект), коронные, трибоадгезионные, флюидизационно-электростатич. и комбинированные (напр., коронно-электро-статич.). При разделении по электропроводности хорошо проводящие частицы, соприкасаясь с электродом, получают одноимённый заряд и отталкиваются от электрода, а остальные практически не заряжаются. Притрибоэлектростатич. методах частицы заряжаются при распылении, ударе и трении о поверхность аппарата; разнородные частицы заряжаются одинаково по величине, но различно по знаку. При пироэлектрич. сепарации нагретые смеси охлаждаются, соприкасаясь с холодным барабаном (электрод). Одни компоненты смеси поляризуются, а др. остаются незаряженными. Метод диэлектрич. сепарации минеральных смесей осн. на различии в траекториях частиц с различной диэлектрич. проницаемостью в неоднородном электрич. поле. При коронной сепарации коронный разряд создаётся в воздухе между электродом в виде острия и заземлённым электродом (барабаном). Проводящие частицы отдают свой заряд заземлённому электроду. Трибоадгезионная сепарация осн. на использовании явлений поляризации трением и адгезии (прилипания); исходные материалы разделяются на барабанных сепараторах в основном по размеру частиц и их химич. составу. При флюидизационно-электростатич. сепарации в псевдосжиженном (кипящем) слое частицы заряжаются во время трения друг о друга и о стенки аппарата и разделяются при прохождении через электростатические поля, образованные сетчатыми электродами.
В СССР и за рубежом (США, Канада, Швеция и др.) получили распространение электростатич., коронные и трибоадгезионные методы Э. с. На электростатич. сепараторах обогащаются материалы крупностью 1,2 (1,5)-0,05 мм, на коронных - до 8 мм (можно выделять фракции 50-0 мкм), на трибоадгезионных классифицируются в любом диапазоне материалы до 5 мм (можно выделять фракции 20-0 мкм), на флюидизацион-но-электростатических - в любом диапазоне порошки 100-0 мкм.
Извлечение полезного компонента ок. 92-98%, содержание его в концентрате 95-97%. Расход электроэнергии на процесс ок. 0,1 (квт*ч)/т.
Первые попытки использовать электрич. поле для Э. с. известны с кон. 19 в.; в 1901 изобретён электрич. сепаратор (США), в 1936 - коронный, в 1952 -
трибоадгезионный, в 1961 - диэлектрич. (непрерывнодействующий), в 1967 - флюидизационно-электростатич. (все в СССР). Серийно электросепараторы изготавливают в СССР с 1971.
Лит.: О л о ф и н с к и и Н. Ф., Н о в и к о в а В. А., Трибоадгезионная сепарация, М., 1974; Волкова 3. В., Жусь Г. В., Кузьмин Д. В., Диэлектрическая сепарация различных полнконцентратов и материалов, М., 1975; Олофинский Н. Ф., Электрические методы обогащения, 4 изд., М., 1977; Ревнивцев В. И., Олофинский Н. Ф., Состояние и перспективы развития электросепарации полезных ископаемых и материалов, М., 1977 (Всемирный электротехнический конгресс. Москва. 1977. Секция 4Б. Доклад 58). Н. Ф. Олофинский.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЕТЬ, совокупность устройств, служащих для передачи и распределения электроэнергии от её источников к электроприёмникам. Э. с. общего назначения, по к-рым передаётся и распределяется ок. 98% всей вырабатываемой электроэнергии, объединяют электростанции и потребителей электроэнергии в электрические системы, а также системы между собой посредством воздушных и кабельных линий электропередачи (ЛЭП). Э. с. обеспечивают надёжное централизованное электроснабжение территориально рассредоточ. потребителей при требуемом качестве электроэнергии и высоких экономич. показателях. Существуют также Э. с., не связанные с линиями электропередачи,- автономные сети (самолётные, судовые, автомобильные и др.).
Э. с. можно классифицировать по ряду признаков. Так, по назначению различают: питающие и распределительные сети, служащие соответственно для передачи и распределения электрич. энергии от узловых подстанций до электроприёмников (городских, пром., с.-х. и др. потребителей). В зависимости от напряжения Э. с. делят на две группы: до 1 кв и выше 1 кв. Кроме того, различают Э. с. по роду тока - сети переменного н постоянного тока, по исполнению - воздушные и кабельные сети; по конфигурации - кольцевые и радиальные; по режиму норм, работы - разомкнутые и замкнутые и т. д. Кроме линий электропередачи, в состав Э. с. входят подстанции электрические для преобразования, распределения электроэнергии и управления режимом работы сети (повышения и понижения напряжения, преобразования трёхфазного переменного тока в постоянный и наоборот, изменения числа отходящих линий по сравнению с числом подходящих и т. д.). Понижение (или повышение) напряжения происходит обычно неск. ступенями. Каждой ступени напряжения соответствует своя сеть линий электропередачи и электрич. подстанций, через к-рые электрич. энергия поступает в сеть следующей ступени напряжения. Э. с. получаются как бы многоярусными, состоящими из ряда взаимосвязанных сетей различного напряжения.
Преимущественное распространение получили Э. с. перем. тока. В СССР приняты номинальные напряжения для таких Э. с.: 12, 24, 36, 48, 60, 127, 220, 380, 660 в; 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 кв. Э. с. напряжением до 220 в применяют для питания электроприёмников малой мощности (осветит, бытовые приборы, электрич. аппараты и др.). В условиях повышенной опасности, напр, для местного освещения рабочих мест на пром. предприятиях, используют напряжение не выше 36 в, а в шахтах - 12 в, Э. с. напряжением 380 в - 10 кв предназначаются для питания более мощных электроприёмников, гл. обр. крупных электродвигателей. Э. с. напряжением 6 кв и выше используют в основном для передачи и распределения электроэнергии с последующим понижением напряжения. Питающие сети и большая часть распределит, сетей выполняются возд. линиями электропередачи. Однако в плотно застроенной местности, в районах с тяжёлыми климатич. условиями (часты гололёд, ветры, грозы), с ценными с.-х. угодьями и т. п. получили распространение кабельные Э. с., к-рые выполняются гл. обр. подземными, а также подводными, в нек-рых случаях - надземными. Макс, напряжение питающих кабельных Э. с. переменного тока в СССР - 500 кв, пропускная способность 0,5 Гвт. Известны также кабельные Э. с. напряжением 750 кв (напр., во Франции). Распределит. Э. с. постоянного тока служат гл. обр. для электроснабжения городского и частично ж.-д. электротранспорта и нек-рых электрохимнч. предприятий. Питающие Э. с. постоянного тока применяют: для сверхдальней передачи потоков электроэнергии более 5 Гвт без промежуточных отборов на расстояния св. 1500 км (напр., линия Экпбастуз - Центр в СССР напряжением 750 кв, протяжённостью 2500 км, с передаваемой мощностью 6 Гвт); для связи электрич. систем переменного тока с разными частотами (принято в Японии, Канаде); для связи (при ограниченной пропускной способности) между крупными объединениями энергосистем (например, линия Волгоград - Донбасс напряжением ± 400 кв, Тихоокеанская передача в США напряжением ± 400 кв); для передачи электроэнергии по кабельным линиям через водные пространства (линия Швеция - о. Готланд напряжением 100 кв, линия Великобритания - Франция напряжением ± 100 кв). Общая длина питающих линий постоянного тока во всём мире менее 1% длины питающих линий переменного тока.
Рост единичной мощности электростанций и размещение крупнейших электростанций в Азиат, части СССР вызывают необходимость интенсивного роста пропускной способности Э. с., увеличения расстояний передачи электроэнергии. Эти положения определяют осн. направления в развитии Э. с. Высшее номинальное напряжение возд. Э. с. переменного тока в СССР и США в 70-е гг. 20 в. достигло 750 кв (пропускная способность 2,5 Гвт на одну цепь). Ближайшая следующая ступень напряжения- 1150 кв (ок. 6 Гвт), а в перспективе - 1500 кв (до 15 Гвт). Сооружение возд. линий и открытых подстанций переменного тока ещё более высоких напряжений сдерживается главным образом резким возрастанием при этом габаритов опорных конструкций, огранич. возможностями возд. изоляции, экологич. факторами. Предполагаемое максимально возможное напряжение возд. Э. с. постоянного тока ± 1100 кв при пропускной способности до 15 Гвт. Дальнейшее повышение пропускной способности Э. с. требует принципиально новых тех-нич. решений, напр. создания ЛЭП новых видов - с проводами, имеющими газовую изоляцию (элегаз, фреон) и прокладываемыми в герметизированных трубах
диаметром до 3 м. Пропускная способность таких Э. с. переменного тока напряжением 500 кв к 1977 составила 6,5 Гвт. Принципиально возможно создание линий с газовой изоляцией напряжением до 3000 кв с пропускной способностью 180 Гвт.
Лит.: Электрические системы, т. 1 - 7, М., 1970 - 77; X о л м с к и и В. Г., Расчёт и оптимизация режимов электрических сетей, М., 1975; Тиходеев Н. Н., Передача электроэнергии сегодня и завтра, Л., 1975. Д. В. Холмский.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, см. Электростанция.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА, графич. изображение электрической цепи, в к-ром реальные элементы представлены в виде условных обозначений. Различают Э. с.: принципиальные, отражающие функциональные элементы электрич. цепи и связи между ними; монтажные (подключения и соединения), на к-рых указывается расположение элементов цепи и соединит, проводов; развёрнутые, в к-рых условные обозначения элементов располагают в соответствии с принципом действия устройства и удобством чтения схемы; расчётные, в к-рых все элементы или нек-рые из них представлены т. н. схемами замещения. В расчётных схемах источники эдс, источники тока, сопротивления, индуктивности, ёмкости и т. п. считаются элементами с сосредоточенными параметрами. Э. с. используют при изучении работы электрич. цепей, расчёте их режимов.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ, совокупность источников, приёмников электрич. энергии и соединяющих их проводов. Кроме этих элементов, в Э. ц. могут входить выключатели, переключатели, предохранители и др. электрич. аппараты защиты и коммутации, а также измерит, и контрольные приборы. В Э. ц. осуществляются передача, распределение и преобразование электрической (электромагнитной) или др. видов энергии, связанные с наличием в цепи электрического тока, разности потенциалов, электродвижущей силы (эдс) и т. п. В источниках осуществляется преобразование к.-л. вида энергии в электрическую, приёмники преобразуют электрич. энергию в тепловую, механич. и др. Режим Э. ц. характеризуется значениями токов и напряжений на всех участках. Связь между токами, эдс и напряжениями в Э. ц. описывается законами Кирхгофа (см. Кирхгофа правила). Осн. элементы Э. ц.: резисторы, в к-рых электрич. энергия преобразуется в тепловую, индуктивности катушки, запасающие энергию в магнитных полях токов, проходящих в их обмотках, и конденсаторы электрические, накапливающие энергию в электрич. полях зарядов на обкладках.
Э. ц. наз. цепью с сосредоточенными параметрами, если каждый из её элементов может быть отнесён к одной точке цепи. Процессы в таких цепях описываются обыкновенными дифференциальными ур-ниями. Э. ц. наз. цепью с распределёнными параметрами, если необходимо учитывать геометрия, размеры её элементов. Такие цепи описываются дифференциальными ур-ниями в частных производных.
Э. ц. наз. линейной, если она состоит из элементов, у к-рых зависимость между током и напряжением, током и потокосцеплением, зарядом и напряжением линейная. В противном случае Э. ц. наз. нелинейной. Для линейных Э. ц. законы Кирхгофа записываются в виде системы линейных ур-ний, в результате решения к-рой определяется режим работы Э. ц. В линейных Э. ц. справедлив суперпозиции принцип. Расчёт нелинейных Э. ц. производится графич. или численными методами с использованием приближения и интерполирования функций.
Различают Э. ц. постоянного тока и Э. ц. переменного тока, среди последних наиболее распространены цепи гармонич. тока. В них эдс и токи представляют собой синусоидальные функции времени одной частоты. При расчёте режимов Э. ц. гармонич. тока пользуются символич. методом. Большое распространение получили трёхфазные цепи. Э. ц. можно представить в виде соединения двухполюсников (источники, приёмники электрич. энергии), четырёхполюсников (линии связи, усилители, трансформаторы и др.) или многополюсников (сумматоры ЭВМ, запоминающие устройства и др.). Понятие Э. ц. применяют в электротехнике, радиотехнике, автоматике, бионике и др.
Лит.: Основы теории цепей. 4 изд., М., 1975. П. В. Ермуратский.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ, измерения электрич. величин: электрич. напряжения, электрич. сопротивления, силы тока, частоты и фазы переменного тока, мощности тока, электрич. энергии, электрич. заряда, индуктивности, электрич. ёмкости и др. Э. и.- один из распространённых видов измерений. Благодаря созданию электротехнич. устройств, преобразующих различные неэлектрич. величины в электрические, методы и средства Э. и. используются при измерениях практически всех физ. величин. Область применения Э. и.: науч. исследования в физике, химии, биологии и др.; технологич. процессы в энергетике, металлургии, хим. промышленности и др.; транспорт; разведка и добыча полезных ископаемых; метеорологич. и океа-нологич. работы; мед. диагностика; изготовление и эксплуатация радио и телевизионных устройств, самолёт |
