Молнии и их типы
ВИДЫ МОЛНИЙ
Помимо двух наиболее известных видов молнии – линейной и шаровой – существует множество малоизвестных и малоизученных – четочная, спрайт, токовые и голубые струи, сидящие разряды, огни святого Эльма. Каждый из этих видов молний отличается своеобразными характеристиками и представляет опасность для человека и зданий.
ШАРОВАЯ МОЛНИЯ
Шаровая молния напоминает светящийся шар диаметром в среднем от 12 до 25 сантиметров, способный перемещаться по воздуху в произвольном направлении. Средний срок жизни шаровой молнии оценивают в 3-5 секунд, однако, существуют свидетельства в пользу того, что срок существования шаровой молнии может достигать 30 секунд. С шаровыми молниями связан необычный феномен – металлические предметы небольшой массы, в непосредственной близости от разряда становятся невесомыми. Например, очевидцы не раз отмечали, что при встрече с шаровой молнией с их рук соскальзывали кольца.
Шаровые молнии пока ещё недостаточно изучены наукой. В настоящее время в специализированных лабораториях ведутся интенсивные эксперименты по получению искусственных шаровых молний.
ТОКОВЫЕ СТРУИ
Токовые струи не обязательно возникают во время грозы – они могут появляться и в ясную погоду, при сильном ветре в виде трудноразличимых вспышек голубого цвета.
ОГНИ СВЯТОГО ЭЛЬМА
Огни святого Эльма поражают свой красотой. Чаще всего их можно наблюдать в виде специфического свечения вокруг шпилей башен и мачт кораблей. В старину этот феномен трактовали как божественное знамение. Согласно легенде, прихожане церкви святого Эльма однажды увидели необычное свечение вокруг креста на одной из башен. Так этот тип разряда получил свое современное называние. Однако, он наблюдался и ранее. Уже в древнегреческих текстах мы обнаруживаем свидетельства об «огнях Кастора и Поллукса», которые считались хорошим предзнаменованием.
Физический смысл явления довольно прозаичен. Свечение возникает в сухой и сильно наэлектризованной атмосфере, когда напряженность электромагнитного поля достигает планки в несколько десятков или сотен тысяч воль на метр. Свечение возникает, когда в воздухе есть частицы диэлектрика – снег, песок, пыль. Они трутся друг о друга, тем самым формируя увеличение напряженности электрического поля. В результате в воздухе возникает характерное свечение.
СПРАЙТЫ
В середине 1990-х годов был открыт новый тип разряда молнии. Его зафиксировали на высоте 60 км над уровнем моря в виде коротких оптических вспышек. Их называли спрайтами. Цвет и форма спрайтов могут сильно варьировать. Ученые пока ещё немного знают об этом явлении. Известно только, что их возникновение связано с разрядами, пробегающими между ионосферой и грозовыми тучами. Трудность изучения спрайтов состоит в том, что они появляются на высоте, на которой возникают трудности их фиксации как при помощи зондов и ракет, так и при помощи спутников.
Считается, что спрайты возникают только над сильными грозами и провоцируются сверхсильными разрядами между землей и облаками.
ЭЛЬФЫ
Эльфы – это огромные вспышки конусовидной формы со слабым свечением. Их диаметр может достигать 400 километров. Эльфы появляются непосредственно над грозовым облаком и могут достигать высоту до 100 километров. Длительность разряда составляет до 5 миллисекунд.
ДЖЕТЫ
это разряды, по форме напоминающие трубки и конусы высотой до 70 километров, длительность существования джетов приблизило такое же, как у эльфов.Российские учёные предложили фундаментально новый механизм появления в небе этих удивительных и опасных разрядов.
Молнии приковывают внимание людей с древнейших времен. Раньше их появление объясняли действием сверхъестественных сил и считали проявлением гнева богов. Вспомнить хотя бы громовержца Зевса. Именно он, бог неба, молний и грома, считался властителем мира и главным из богов-олимпийцев.. Однако позднее философы и физики начали постигать это устрашающее природное явление. Развитие науки в 18 веке привело учёных к пониманию того, что молнии как-то связаны с атмосферным электричеством. Однако до сих пор физики пытаются разобраться, что же способствует зарождению молний в грозовых облаках. Существующие объяснения не устраивают учёных, а загадка зарождения молний возглавляет список из 10 наиболее важных нерешённых проблем физики. оссийские учёные, работающие совместно с коллегами из США и Японии, предложили свой вариант объяснения, который принципиально отличается от имеющихся. Статья об этом исследовании вышла в престижном научном журнале Scientific Reports. Радиолампы:
Радиолампы:
Электро́нная ла́мпа, радиола́мпа — электровакуумный прибор, работающий за счёт управления интенсивностью потока электронов, движущихся в вакууме или разрежённом газе между электродами. Радиолампы массово использовались в XX веке как активные элементы элек
Обновления в 2016 СЦБ и Связь
Альберт 07.08.16
Транзистор
Транзистор – это электронный компонент, который управляет высоким током с помощью низкого. Транзистор еще можно назвать полупроводниковым триодом. Это второе название пришло к нему от его «родителя» – электровакуумного триода, одной из разновидностей так называемых «ламп».
Из чего состоит транзистор?
Видимая часть транзистора состоит из корпуса и трех «ножек»-выводов (однако существуют и разновидности транзисторов, у которых количество выводов больше трех). Корпус транзистора изготовляют из керамики, металлических сплавов или пластмассы. Заглядывая наперед, отметим, что существует два вида транзисторов – биполярный и полевой.
Внутри корпуса биполярного транзистора размещается три слоя полупроводника, два из которых расположены по краям и имеют одинаковый тип проводимости (p либо n), это – коллектор и эмиттер. Третий слой расположен между первыми двумя и отличается типом проводимости от своих соседей. Это – база.
Расположение полупроводников определяет тип транзистора: p-n-p либо n-p-n. На каждый из полупроводников нанесен металлический слой. С помощью этого слоя и проволочных связей полупроводники соединены с выводами транзистора. Однако не стоит забывать, что расположение выводов транзистора может меняться, в зависимости от модели транзистора.
На изображении – биполярный транзистор n-p-n типа.
Полевой транзистор также имеет в своем арсенале полупроводники, но их расположение, количество и принцип работы отличается от биполярных транзисторов и зависит от вида полевого транзистора.
Где используются транзисторы?
Транзисторы используются в большинстве электронных схем. Это может быть как простой генератор частоты, так и материнская плата компьютера.
Заглянем под крышку усилителя – и тут транзисторы. Они аккуратно разместились на схеме радиоприемника, чтобы преобразовать радиосигнал в аналоговый. Если нужно собрать электронный стабилизатор или ключ – не обойдетесь без транзисторов.
Существует ряд сверхмощных транзисторов. Они могут работать с нагрузкой до 1.5 кВт и применяют их в промышленной сфере. Рабочая температура таких транзисторов может достигать 200-300 градусов Цельсия. Для их охлаждения используют радиаторы теплоотвода.
Группа транзисторов, в совокупности с дополнительными элементами, может совершать ряд логических операций и представляет собой своего рода процессор. Собственно, процессор на основе полупроводника и является группой транзисторов. Они заключены в общий корпус и связаны там между собой таким образом, как если бы располагались на монтажной плате. В мощных процессорах, благодаря миниатюрности кристаллов полупроводника, может быть заключено до нескольких десятков миллионов транзисторов.
Принцип работы транзистора
В биполярных транзисторах управление током коллектора происходит путем изменения управляющего тока базы. Ток, которым нужно управлять, направлен по цепи – «эмиттер-коллектор». Однако, в состоянии покоя транзистора этот ток не может проходить между ними. Это вызвано сопротивлением эмиттерного перехода, которое возникает в результате взаимодействия слоёв полупроводника. Но стоит подать на базу транзистора незначительный ток, и сопротивление между эмиттером и коллектором упадет, тем самым даст возможность проходить току через эмиттер и коллектор, усиливая выходной сигнал. Изменяя ток базы, можно изменять ток на выходе транзистора.
В полевых транзисторах такое управление осуществляется благодаря созданию поперечного электрического поля, которое создается напряжением, приложенным к затвору относительно истока. Это значительно уменьшает энергопотребление транзистора, так как сопротивление затвора велико, и для создания поля не нужно постоянно поддерживать управляющий ток. Если бы не полевой транзистор, мы меняли бы батарейки в пульте от телевизора в разы чаще, чем обычно.
Таким образом, транзисторы можно сравнить с водопроводным краном, где подача и слив воды – это эмиттер\исток и коллектор\сток транзистора, а рукоять вентиля – это его база\затвор.
Разновидности, обозначение транзисторов
На большинстве схем транзисторы могут обозначаться буквами «VT», «Q», «T», «ПТ», «ПП». К буквам может применяться приписка в виде цифры, например «VT 4», которая указывает номер детали на схеме. Или модель транзистора целиком, например «T KT-315Б».
Транзисторы делятся на два вида: биполярный и полевой.
Схематическое обозначение биполярного транзистора:
Как видно на рисунке, обозначение транзисторов разных типов отличается направлением стрелки эмиттера. Транзисторы n-p-n типа обозначаются со стрелкой эмиттера, направленной от базы. В случае p-n-p типа, стрелка будет направлена в сторону базы транзистора. На многих схемах эмиттер, коллектор и база отмечены буквами латинского языка: эмиттер – «E», база – «B» коллектор – «C».
Типовая схема подключения биполярных транзисторов:
Рекомендовано практически во всех схемах с биполярным транзистором давать дополнительное сопротивление ко входам коллектора и базы. Это продлит срок службы транзистора и стабилизирует его работу.
Обозначений полевых транзисторов есть больше, чем биполярных. Основные представлены на изображениях ниже.
Как вы видите, выводы транзистора обозначены буквами «З»-затвор, «С»-сток, «И»-исток. Функцию базы выполняет затвор, а коллектор и эмиттер, это – сток и исток, соответственно. Как биполярные транзисторы делятся на n-p-n и p-n-p, так полевые делятся на:
- с управляющим p-n переходом с каналом n-типа;
- с изолированным затвором с индуцированным каналом n-типа;
- с изолированным затвором со встроенным каналом n-типа;
- с управляющим p-n переходом с каналом p-типа;
- с изолированным затвором с индуцированным каналом p-типа;
- с изолированным затвором со встроенным каналом p-типа.
Некоторые транзисторы с управляющим p-n-переходом предоставляют доступ к каналу с помощью четвертой «ножки»-вывода либо используется сам корпус транзистора.
На изображениях ниже – схемы включения полевых транзисторов:
С управляющим p-n-переходом с общим истоком
С управляющим p-n-переходом с общим стоком
С управляющим p-n-переходом с общим затвором
Маркировка транзисторов
Маркировка транзистора наносится на корпус, иногда нужно также обращать внимание на длину выводов. Современная маркировка транзисторов зависит от производителя. По причине этого, рекомендовано изучать спецификации от производителей, чтобы корректно читать маркировку.
Маркировка бывает цветовая, кодовая и смешанная. Есть случаи нестандартной маркировки, где могут использоваться различного рода символы.
Вольт амперная характеристика
На двух графиках представлены вольт амперные характеристики отдельно для биполярных и полевых транзисторов.
Биполярные транзисторы:
Полевые транзисторы:
Горжусь тем, что работала с Вами в одном коллективе!!! Поздравляю с наградой!!! Гульсина Мусина... в ЖДЦ ПГМК г. Шевченко -1
Микросемы:
Что такое микросхемы и какая их главная задача
Википедия гласит, что микросхема - это материальное воплощение электрической схемы, которое выполняет определенную функцию. Эта формулировка также подходит к чипам - маленьких плоских кусочков, на поверхности которых, собственно происходит весь процесс.
Микросхемы обрабатывают информацию, которая выражена двоичным кодом (бинарным кодом) единицами и нулями. Они работают на основе транзисторов - радиоэлектронных полупроводниковых элементов, которые управляют входным током. В одной микросхеме помещается до миллиарда транзисторов, что дает нам огромные вычислительные мощности. Сегодня, на микросхемах построены современные компьютеры, смартфоны и вся умная электроника.
Как работает микросхема
Так как микросхемы является основой всех гаджетов, что нас окружают, следовательно, технология достаточно массовая. В ее основе лежит специальный материал - монокристаллический кремний, на нем и формируется инженерами микросхемы с электронных элементов: конденсаторов, резисторов и транзисторов.
во избежании неприятностей, микросхемам нужен диэлектрик, который служит для изоляции транзисторов друг от друга и металлические проводники для соединения. Иными словами говоря, транзистор превращает входной ток и передает информацию в виде 01001 110 000111 010101… и тому подобное.
Как изготовляют монокристаллический кремний
В современных микросхемах на одном кристалле кремния расположены миллиарда транзисторов, поэтому их размещением занимается компьютер, а не человек.
Кристаллы для микросхем выращивают специальным способом, к сплаву кремния кладут небольшой кусочек самого кремния, и медленно его вращают, пока не начнет застывать. Из этого следует цилиндр монокристаллического кремния, который нарезают на несколько пластин. К кремнию добавляют атомы различных элементов, формируя ключевой элемент транзистора - p-n-переход. Пленка из оксида кремния изолирует транзисторы, а металлические развязки соединяют их между собой.
Быстрая и правильная обработка информации – главная задача микросхем
Выше говорилось, что микросхемы выполняют вычислительные функции. Они обрабатывают двоичный код, трансформируя его в электрический сигнал и наоборот. С микросхем созданы различные устройства - от датчиков движения к средствам машинного зрения и разумных бытовых приборов.
Что такое закон Мура?
Основатель корпорации Intel Гордон Мур вычислил, что количество транзисторов на монокристалле удваивается каждые два года. Это происходит благодаря уменьшению самих транзисторов, однако у этого процесса есть предел, который рано или поздно придется пересечь, что есть проблемой, так как неизвестно как это сделать.
Производство центральных процессоров, внутри наших устройств, имеет ограничения. Дело в том, что общая вычислительная мощность возрастает, если распределять задачи между ядрами процессора. Логичное решение - создание многоядерных процессоров - позволило сделать рывок в микроэлектронике 10 лет назад, когда Intel представила двухъядерный процессор Core Duo.
Впрочем, этот же закон вводит ограничения на рост производительности от этой многоядерности.
Угрозу видят в том, что на фоне стремительного роста технологий микросхем предыдущие технологии будут слишком быстро и «искусственно-принудительно» устаревать. Через токсичные материалы, которые используют в производстве современных компьютеров, чрезмерный моральный износ без разумного регулирования имеет вредное воздействие на окружающую среду и может привести к катастрофе.
Мировая микроэлектроника, следуя закону Мура, до сих пор всегда опровергала опасения инженеров, что вот-вот упремся в непреодолимые физические ограничения, после которых отрасль или застрянет навсегда, или должна будет перейти на принципиально новые материалы и технологии.Спасибо, за такой хороший журнал. Но к сожалению нашего города ШЕВЧЕНКО уже нет, есть казахский , современный город Актау. Но это не мой город. в ЖДЦ ПГМК г. Шевченко -1
Shevler 30.07.16
Здравствуй Альберт Алексеевич!!! Благодарю за твоё кропотливое творчество - Мангышлакскую эпопею. Шевченко будет в нашей памяти навсегда, это точно. Кому 72,5, а кому 78,5 - ещё не вечер, поживем. Дай бог всем нам эдоровья. У меня все хорошо, чего и тебе желаю. Овс\нников И.П. в Сырьевая база АтомМаша.
.jpg){kind=link}