Роль химии в электрике

1.

Работу выполнил
студент ДТК
Айзатуллин Дамир 1
курса 12 группы

2.

Сегодня я хочу рассказать и показать
важность химии в моей будущей
профессии электрика. Знание данной
науки важна для каждой профессии по
моему мнению. Ведь, не зная
элементарного состава расходных
материалов, мы можем потерять не только
качество выполненной работы, но
и лишиться жизни. Поэтому необходимо
осветить весь путь, который проходит ток
от электростанции до наших домов.
Электрическая энергия создается на
центральных станциях. Принцип работы
каждой основан на превращении
механической энергии двигателей-машин
в энергию электрического тока. Для
создания движущей силы используются
различные источники. Поэтому
электростанции разделяются на несколько
типов: водяные или гидравлические,
паровые, ветряные, газовые, нефте- или
керосиномоторные и др.

3.

В 1839 году французский ученый
Александр Беккерель случайно
наткнулся на непонятное явление,
связанное с воздействием света на
некоторые материалы и описал в
физическом журнале. И
наткнувшись на старую
публикацию в физическом
журнале, немецкий физик Генрих
Герц уже не случайно проводит
опыты, облучая ультрафиолетовым
светом цинковые разрядники
резонатора.
Позже используя данную
информацию в 1954 году
американская компания Bell
Laboratories создали солнечные
панели. Они состоят из
фотоэлектрических
преобразователей, которые
преобразуют солнечную энергию
в электрическую.

4.

Один слой в кристаллической решетке имеет переизбыток электронов и называется
областью электронов.
Второй слой, соответственно испытывает недостаток электронов и называется дырочной
областью (в электронике места, в которых должны быть электроны, но они там
отсутствуют, называются дырками). Граница между этими слоями называется электроннодырочный p-n переход. Под воздействием света эти два слоя начинают взаимодействовать,
электроны из одного слоя начинают замещать дырки в другом слое. При этом возникает
электродвижущая сила, превращая, по сути, эти два слоя в электроды обычной батарейки.
Теперь, чтобы использовать эту электрическую энергию, остается только подпаять к
поверхности каждого слоя тонкие проводники и подключить нагрузку.

5.

Аккумулятором называется отдельно
взятая ячейка, которая в соединении с
другими подобными ячейками образует
аккумуляторную батарею. В каждой
ячейке устанавливается пакет
собранный из свинцовых пластин с
чередующейся полярностью. На их
решетчатую конструкцию наносится
активная масса, являющаяся рабочим
реагентом. Принцип работы
аккумулятора основан на реакции
между двуокисью свинца
положительной пластины, губчатым
свинцом отрицательной пластины и
раствором серной кислоты с водой.
Этот раствор представляет собой
электролит, плотность которого
составляет 1,28 г/см3. Происходит
образование электрического тока, с
одновременным образованием на
отрицательной пластине сульфата
свинца. Происходит выделение воды из
электролита, со снижением его
плотности. В каждой ячейке
устанавливается пакет собранный из
свинцовых пластин с чередующейся
полярностью. На их решетчатую
конструкцию наносится активная масса,
являющаяся рабочим реагентом

6.

При поступлении
электрического тока из
внешних источников, таких
как генератор или зарядное
устройство,
электрохимический процесс
начинает происходить в
обратном направлении. На
отрицательных электродах
происходит восстановление
чистого свинца, а на
положительных –
регенерируется диоксид
свинца. Одновременно
повышается плотность
электролита. Таким образом,
принцип работы аккумулятора
основан на методе двойной
сульфатации, позволяющей
полностью восстанавливать
первоначальные свойства
батареи.

7.

Свечение электрической
лампы накаливания
обусловлено разогревом
вольфрамовой нити, через
которую проходит
электрический ток. Выбор
в пользу вольфрама при
изготовлении тела свечения
был сделан по той причине,
что из многих тугоплавких
токопроводящих
материалов, он наименее
дорогой. Но иногда нить
накала электроламп
изготавливается из других
металлов: осмия и рения.
Так же
Цоколь изготавливается из
металла с внешней резьбой.

8.

В основе принципа работы
электродвигателя постоянного тока лежит
эффект отталкивания одноименных
полюсов постоянных магнитов и
притягивания разноименных. Приоритет ее
изобретения принадлежит русскому
инженеру Б. С. Якоби. Первая
промышленная модель двигателя
постоянного тока была создана в 1838 году.
С тех пор его конструкция не претерпела
кардинальных изменений. В двигателях
постоянного тока небольшой мощности
один из магнитов является физически
существующим. Он закреплен
непосредственно на корпусе машины.
Второй создается в обмотке якоря после
подключения к ней источника постоянного
тока. Для этого используется специальное
устройство – коллекторно-щеточный узел.
Сам коллектор – это токопроводящее
кольцо, закрепленное на валу двигателя. К
нему подключены концы обмотки якоря.

9.

Это свойство взаимодействия
электрической и магнитной энергии на
основе создания электродвижущей силы
в замкнутом токопроводящем контуре
положено в работу любого
электродвигателя. В его конструкцию
входят:
Обмотка из меди , по которой протекает
электрический ток. Ее располагают на
специальном сердечнике-якоре и
закрепляют в подшипниках вращения
для уменьшения противодействия сил
трения. Эту конструкцию называют
ротором;
Статор (Состоящий из железа),
создающий магнитное поле, которое
своими силовыми линиями пронизывает
проходящие по виткам обмотки ротора
электрические заряды;
корпус для размещения статора(
состоящий из алюминия) . Внутри
корпуса сделаны специальные
посадочные гнезда, внутри которых
вмонтированы внешние обоймы
подшипников ротора.
Упрощенно конструкцию наиболее
простого электродвигателя можно
представить картинкой следующего
вида.

10.

Для работы в этих условиях провод должен
обладать высокими механическими и
электрическими свойствами: прочностью,
износо-тёрмоустойчивостью,
электропроводностью, стойкостью к
воздействию электрической дуги и
длительным срокам службы.
Контактные провода изготавливаются
согласно ГОСТ 2584—86 из меди;
низколегированной меди с небольшим
содержанием (0,01—0,06 %) легирующих
присадок магния (Мг), циркония (Цр), олова
(Ол), кремния (Кр) или титана (Ти) или
бронзы с легирующими компонентами из
магния, кадмия или циркония в пределах
0,1—1,1 % в зависимости от легирующего
материала и технических требований к
проводу. Допускаются провода с двумя или
несколькими легирующими элементами,
например, в низколегированных и
бронзовых контактных проводах, кроме
олова, в качествелегирующих компонентов
применяют магний, кадмий и др.

11.

Электрические провода должны
выполнять передачу электрической
энергии от источника к потребителю.
Свои задачи эти изделия должны
выполнять длительное время, быть
надежными, не допускать
неисправностей. К таким изделиям
относятся кабеля и провода. Если бы
великие химики не получили медь из
выплавки руды и алюминий, то таких
изделий мы бы не получили. Впервые
алюминий был получен датским
физиком Гансом Эрстедом в 1825 году.
Он восстановил хлорид этого элемента
амальгамой калия при нагревании и
выделил металл. Позже способ Эрстеда
был улучшен Фридрихом Вёлером, он
использовал для восстановления
хлорида алюминия до металла чистый
металлический калий и он же описал
химические свойства алюминия.

12.

Делаем вывод, что
естественные и точные
науки являются
основными
в профессии электрика,
так как без знания
основ и устройства
приборов невозможно
устранять недостатки,
возникающие в них.