В 30—40-х гг. 19 в. в развитие науки об Э. внёс большой вклад М. Фарадей — творец общего учения об электромагнитных явлениях, в котором все электрические и магнитные явления рассматриваются с единой точки зрения. С помощью опытов он доказал, что действия электрических зарядов и токов не зависят от способа их получения [до Фарадея различали «обыкновенное» (полученное при электризации трением), атмосферное, «гальваническое», магнитное, термоэлектрическое, «животное» и другие виды Э.]. В 1831 Фарадей открыл индукцию электромагнитную — возбуждение электрического тока в контуре, находящемся в переменном магнитном поле. Это явление (наблюдавшееся в 1832 также Дж. Генри ) составляет фундамент электротехники . В 1833—34 Фарадей установил законы электролиза ; эти его работы положили начало электрохимии. В дальнейшем он, пытаясь найти взаимосвязь электрических и магнитных явлений с оптическими, открыл поляризацию диэлектриков (1837), явления парамагнетизма и диамагнетизма (1845), магнитное вращение плоскости поляризации света (1845) и др.
Фарадей впервые ввёл представление об электрическом и магнитном полях. Он отрицал концепцию дальнодействия, сторонники которой считали, что тела непосредственно (через пустоту) на расстоянии действуют друг на друга. Согласно идеям Фарадея, взаимодействие между зарядами и токами осуществляется посредством промежуточных агентов: заряды и токи создают в окружающем пространстве электрическое или (соответственно) магнитное поля, с помощью которых взаимодействие передаётся от точки к точке (концепция близкодействия). В основе его представлений об электрическом и магнитном полях лежало понятие силовых линий , которые он рассматривал как механические образования в гипотетической среде — эфире , подобные растянутым упругим нитям или шнурам.
Идеи Фарадея о реальности электромагнитного поля не сразу получили признание. Первая математическая формулировка законов электромагнитной индукции была дана ф. Нейманом в 1845 на языке концепции дальнодействия. Им же были введены важные понятия коэффициентов само- и взаимоиндукции токов. Значение этих понятий полностью раскрылось позднее, когда У. Томсон (лорд Кельвин) развил (1853) теорию электрических колебаний в контуре, состоящем из конденсатора (электроёмкость) и катушки (индуктивность).
Большое значение для развития учения об Э. имело создание новых приборов и методов электрических измерений, а также единая система электрических и магнитных единиц измерений, созданная Гауссом и В. Вебером (см. Гаусса система единиц ). В 1846 Вебер указал на связь силы тока с плотностью электрических зарядов в проводнике и скоростью их упорядоченного перемещения. Он установил также закон взаимодействия движущихся точечных зарядов, который содержал новую универсальную электродинамическую постоянную, представляющую собой отношение электростатических и электромагнитных единиц заряда и имеющую размерность скорости. При экспериментальном определении (Вебер и ф. Кольрауш , 1856) этой постоянной было получено значение, близкое к скорости света; это явилось определённым указанием на связь электромагнитных явлений с оптическими.
В 1861—73 учение об Э. получило своё развитие и завершение в работах Дж. К. Максвелла . Опираясь на эмпирические законы электромагнитных явлений и введя гипотезу о порождении магнитного поля переменным электрическим полем, Максвелл сформулировал фундаментальные уравнения классической электродинамики, названные его именем. При этом он, подобно Фарадею, рассматривал электромагнитные явления как некоторую форму механических процессов в эфире. Главное новое следствие, вытекающее из этих уравнений, — существование электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Уравнения Максвелла легли в основу электромагнитной теории света. Решающее подтверждение теория Максвелла нашла в 1886—89, когда Г. Герц экспериментально установил существование электромагнитных волн. После его открытия были предприняты попытки установить связь с помощью электромагнитных волн, завершившиеся созданием радио, и начались интенсивные исследования в области радиотехники .
В конце 19 — начале 20 вв. начался новый этап в развитии теории Э. Исследования электрических разрядов увенчались открытием Дж. Дж. Томсоном дискретности электрических зарядов. В 1897 он измерил отношение заряда электрона к его массе, а в 1898 определил абсолютную величину заряда электрона. Х. Лоренц , опираясь на открытие Томсона и выводы молекулярно-кинетической теории, заложил основы электронной теории строения вещества (см. Лоренца — Максвелла уравнения ). В классической электронной теории вещество рассматривается как совокупность электрически заряженных частиц, движение которых подчинено законам классической механики. Уравнения Максвелла получаются из уравнений электронной теории статистическим усреднением.
Попытки применения законов классической электродинамики к исследованию электромагнитных процессов в движущихся средах натолкнулись на существенные трудности. Стремясь разрешить их, А. Эйнштейн пришёл (1905) к относительности теории . Эта теория окончательно опровергла идею существования эфира, наделённого механическими свойствами. После создания теории относительности стало очевидно, что законы электродинамики не могут быть сведены к законам классической механики.
На малых пространственно-временных интервалах становятся существенными квантовые свойства электромагнитного поля, не учитываемые классической теорией Э. Квантовая теория электромагнитных процессов — квантовая электродинамика — была создана во 2-й четверти 20 в. Квантовая теория вещества и поля уже выходит за пределы учения об Э., изучает более фундаментальные проблемы, касающиеся законов движения элементарных частиц и их строения.
С открытием новых фактов и созданием новых теорий значение классического учения об Э. не уменьшилось, были определены лишь границы применимости классической электродинамики. В этих пределах уравнения Максвелла и классическая электронная теория сохраняют силу, являясь фундаментом современной теории Э. Классическая электродинамика составляет основу большинства разделов электротехники, радиотехники, электроники и оптики (исключение составляет квантовая электроника). С помощью её уравнений было решено огромное число задач теоретического и прикладного характера. В частности, многочисленные проблемы поведения плазмы в лабораторных условиях и в космосе решаются с помощью уравнений Максвелла (см. Плазма , Управляемый термоядерный синтез , Звёзды ).
Лит.: Кудрявцев П. С., История физики, М., 1956; Льоцци М., История физики, пер. с итал., М., 1970; Максвелл Дж. К., Избр. соч. по теории электромагнитного поля, [пер. с англ.], М., 1952; Лоренц Г. А., Теория электронов и ее применение к явлениям света и тепловою излучения, пер. с англ., 2 изд., М., 1953; Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976.
Г. Я. Мякишев.
«Электричество»
«Электри'чество», ежемесячный научно-технический журнал, орган АН СССР, Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике и Центрального правления научно-технического общества энергетики и электротехнической промышленности. Один из старейших технических журналов; основан в 1880 в Петербурге по инициативе П. Н. Яблочкова, В. Н. Чиколева, Д. А. Лачинова, А. Н. Лодыгина и др.; с 1922 издаётся в Москве (перерывы в 1917—22, 1941—1944). Освещает актуальные вопросы теории и практики электроэнергетики и электротехники. Тираж (1978) около 19 тыс. экз.
Электро...
Электро..., часть сложных слов, указывающая на отношение к электричеству (например, электрод , электроскоп ).
Электроакустика
Электроаку'стика, раздел прикладной акустики, содержание которого составляют теория, методы расчёта и конструирование электроакустических преобразователей . Часто к Э. относят теорию и методы расчёта представляющих интерес для прикладной акустики электромеханических преобразователей (например, звукоснимателей, рекордеров, виброметров, электромеханических фильтров и трансформаторов и др.), связанных с электроакустическими преобразователями общностью физического механизма, методов расчёта и конструирования. Э. тесно связана также со многими другими разделами прикладной акустики, поскольку рассматриваемые ею электроакустические преобразователи либо органически входят в состав различной акустической аппаратуры (например, при звуковещании, звукозаписи и воспроизведении звука, в ультразвуковой дефектоскопии и технологии, в гидроакустике, акустической голографии и др.), либо широко применяются при экспериментальных исследованиях (например, в архитектурной и строительной акустике, медицине, геологии, океанографии, сейсморазведке, при измерении шумов и др.).
Основная задача Э. — установление соотношений между сигналами на входе и выходе преобразователя и отыскание условий, при которых преобразование осуществляется наиболее эффективно или с минимальными искажениями.
Э. как самостоятельный раздел прикладной акустики сложилась в 1-й половине 20 в., когда применение электроакустических преобразователей приобрело массовый характер и стало постепенно проникать во всё новые области науки и техники. Первые работы по расчётам электроакустических преобразователей относятся к концу 19 и началу 20 вв. и связаны с развитием телефонии, исследованиями колебаний пьезоэлектрических и магнитострикционных резонаторов. Существенным прогрессом в технике электроакустических преобразователей явилось создание метода электроакустических аналогий и эквивалентных схем (см. Электроакустические и электромеханические аналогии ). Важным шагом вперёд в теории расчёта электроакустических преобразователей явилось затем использование метода электромеханических многополюсников и метода эквивалентных схем для систем с т. н. распределёнными постоянными, для которых амплитуда колебаний существенно зависит от их координат аналогично электрическим длинным линиям и волноводам.
Существенную роль в развитии Э. сыграли работы американских учёных Ф. Морса и Л. Фолди (общая теория электромеханических преобразователей с распределёнными связями), Г. Олсона (теория электромеханических аналогий и эквивалентных схем), У. Мэзона (расчёт пьезоэлектрических преобразователей и фильтров) и советских учёных Н. Н. Андреева и Л. Я. Гутина (заложивших основы современных методов расчёта пьезоэлектрических и магнитострикционных преобразователей), В. В. Фурдуева (установившего различные виды соотношений на основе теоремы взаимности в электромеханических системах), А. А. Харкевича (разработавшего и систематизировавшего общую теорию электроакустических преобразователей) и др.
Лит.: Гутин Л. Я., Магнитострикционные излучатели и приемники, «Журнал технической физики», 1945, т. 15, в. 12; его же, Пьезоэлектрические излучатели и приемники, там же, 1946, т. 16, в. 1; Фурдуев В. В., Электроакустика, М. — Л., 1948; Харкевич А. А., Теория преобразователей, М. — Л., 1948; Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., М., 1966; Скучик Е., Основы акустики, пер. с англ., т. 1—2. М., 1976.
Р. Е. Пасынков.
Электроакустические и электромеханические аналогии
Электроакусти'ческие и электромехани'ческие анало'гии, аналогии в законах движения (колебаний) механических колебательных систем и электрических контуров. Главное достоинство Э. и э. а. — возможность применения методов расчёта и анализа электрических колебательных систем при рассмотрении свойств механических и акустических систем (рис.), основанная на сходстве дифференциальных уравнений, описывающих состояние этих систем. На основании сопоставления сходных уравнений составляется таблица соответствия электрических, механических и акустических аналогов, причём в зависимости от того, выбрано ли уравнение последовательного или параллельного электрического контура для сопоставления, различают 1-ю (прямую) и 2-ю (инверсионную) системы аналогий (см. табл.).
| Электрические величины | Механические величины | Акустические величины |
| 1-я система | 2-я система | 1-я система |
| Напряжение (эдс) U | Сила F | Скорость v | Звуковое давление p |
| Ток i | Скорость v | Сила F | Объёмная скорость S v |
| Индуктивность L | Масса m | Податливость (гибкость) См | Акустическая масса ma = rl/S |
| Ёмкость C | Податливость (гибкость) См | Масса m | Акустическая податливость Ca = V/rc2 |
| Активное сопротивление R | Сопротивление механических потерь rм | Активная механическая приводимость 1/rм | Сопротивление акустических потерь ra |
Примечание. S — площадь, r — плотность среды, c — скорость звука в среде, V — объём.
При рассмотрении акустических систем наибольшее распространение получила 1-я система аналогий.
Э. и э. а. особенно полезны при определении свойств сложных механических систем с несколькими степенями свободы, аналитическое исследование которых решением дифференциальных уравнений весьма трудоёмко. Такие системы представляют в виде совокупности электрических контуров и полученную электрическую схему (эквивалентную схему) анализируют приёмами электротехники. Метод Э. и э. а. применяется для расчёта электромеханических и электроакустических преобразователей .
Лит.: Фурдуев В. В., Электроакустика, М. — Л., 1948; Ольсон Г., Динамические аналогии, пер. с англ., М., 1947; Матаушек И., Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962.
Примеры электрических и механических аналогов: а — последовательный и параллельный одиночные электрические контуры; б — механическая система с одной степенью свободы; в — акустический резонатор.
Электроакустические преобразователи
Электроакусти'ческие преобразова'тели, устройства, преобразующие электрическую энергию в акустическую (энергию упругих колебаний среды) и обратно. В зависимости от направления преобразования различают Э. п.: излучатели и приёмники. Э. п. широко используют для излучения и приёма звука в технике связи и звуковоспроизведения, для измерения и приёма упругих колебаний в ультразвуковой технике, гидролокации и в акустоэлектронике. Наиболее распространённые Э. п. линейны, т. е. удовлетворяют требованию неискажённой передачи сигнала, и обратимы, т. е. могут работать и как излучатель, и как приёмник, и подчиняются принципу взаимности. В большинстве Э. п. имеет место двойное преобразование энергии (рис. ): электромеханическое, в результате которого часть подводимой к преобразователю электрической энергии переходит в энергию колебаний некоторой механической системы, и механоакустическое, при котором за счёт колебаний механической системы в среде создаётся звуковое поле.
Существуют Э. п., не имеющие механической колебательной системы и создающие колебания непосредственно в среде, например электроискровой излучатель, возбуждающий интенсивные звуковые колебания в результате электрического разряда в жидкости, излучатель, действие которого основано на электрострикции жидкостей. Эти излучатели необратимы и применяются редко. К особому классу Э. п. относятся приёмники звука (также необратимые), основанные на изменении электрического сопротивления чувствительного элемента под влиянием звукового давления, например угольный микрофон или полупроводниковые приёмники, в которых используется т. н. тензорезистивный эффект — зависимость сопротивления полупроводников от механических напряжений. Когда Э. п. служит излучателем, на его входе задаются электрическое напряжение U и ток i, определяющие его колебательную скорость v и звуковое давление р в его поле; на входе Э. п. — приёмника действует давление р или колебательная скорость v, обусловливающие напряжение V и ток I на его выходе (на электрической стороне). Теоретический расчёт Э. п. предусматривает установление связи между его входными и выходными параметрами.
Колебательными механическими системами Э. п. могут быть стержни , пластинки , оболочки различной формы (полые цилиндры, сферы, совершающие различного вида колебания), механические системы более сложной конфигурации. Колебательные скорости и деформации, возникающие в системе под воздействием сил, распределённых по её объёму, могут, в свою очередь, иметь достаточно сложное распределение. В ряде случаев, однако, в механической системе можно указать элементы, колебания которых с достаточным приближением характеризуются только кинетической, потенциальной энергиями и энергией механических потерь. Эти элементы имеют характер соответственно массы М, упругости 1/С и активного механического сопротивления r (т. н. системы с сосредоточенными параметрами). Часто реальную систему удаётся искусственно свести к эквивалентной ей (в смысле баланса энергий) системе с сосредоточенными параметрами, определив т. н. эквивалентные массу М экв , упругость 1/С экв и сопротивление трению r m . Расчёт механических систем с сосредоточенными параметрами может быть произведён методом электромеханических аналогий (см. Электроакустические и электромеханические аналогии ). В большинстве случаев при электромеханическом преобразовании преобладает преобразование в механическую энергию энергии либо электрического, либо магнитного поля (и обратно), соответственно чему обратимые Э. п. могут быть разбиты на следующие группы: электродинамические преобразователи, действие которых основано на электродинамическом эффекте (излучатели) и электромагнитной индукции (приёмники), например громкоговорители , микрофон; электростатические, действие которых основано на изменении силы притяжения обкладок при изменении напряжения и на изменении заряда или напряжения при относительном перемещении обкладок конденсатора (громкоговорители, микрофоны); пьезоэлектрические преобразователи, основанные па прямом и обратном пьезоэффекте (см. Пьезоэлектричество ); электромагнитные преобразователи, основанные на колебаниях ферромагнитного якоря в переменном магнитном поле и изменении магнитного потока при движении якоря; магнитострикционные преобразователи , использующие прямой и обратный эффект магнитострикции .
Свойства Э. п. — приёмника характеризуются его чувствительностью в режиме холостого хода gxx = V/p и внутренним сопротивлением Zэл . По виду частотной зависимости V/p различают широкополосные и резонансные приёмники. Работу Э. п. — излучателя характеризуют: чувствительность, равная отношению р на определённом расстоянии от него на оси характеристики направленности к U или i; внутреннее сопротивление, представляющее собой нагрузку для источника электрической энергии; акустоэлектрический кпд hа /эл = Wak /Wэл , где Wak — активная акустическая мощность в нагрузке, Wэл — активная электрическая потребляемая мощность, Wak = Zн v 0 2 (v 0 — колебательная скорость точки центра приведения на излучающей поверхности, Zн — сопротивление акустической нагрузки, равное сопротивлению излучения Zs , при контакте Э. п. со сплошной средой). Перечисленные параметры зависят от частоты. Величины р и hа /эл достигают максимального значения на частотах механического резонанса, вследствие чего мощные излучатели делают, как правило, резонансными. Конструкции Э. п. существенно зависят от их назначения и применения и поэтому весьма разнообразны.
Лит.: Фурдуев В. В., Электроакустика, М. — Л., 1948; Харкевич А. А., Теория преобразователей, М. — Л., 1948; Матаушек И., Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962; Ультразвуковые преобразователи, под ред. Е. Кикучи, пер. с англ., М., 1972.
Б. С. Аронов, Р. Е. Пасынков.
Блок-схема электроакустического преобразователя: 1 — электрическая сторона; 2 — механическая колебательная система; 3 — звуковое поле; сплошные стрелки — электромеханическое (механоэлектрическое) преобразование; пунктирные — механоакустическое (акустомеханическое).
Электроаэрозольтерапия
Электроаэрозольтерапи'я, лечение аэрозолями лекарственных веществ, частицы которых имеют электрический заряд; метод физиотерапии. В отличие от аэрозолей, электроаэрозоли благодаря одноимённому (чаще отрицательному) заряду частиц обеспечивают максимальную устойчивость дисперсной системы, более глубокое проникновение медикаментов в ткани, их высокую концентрацию и более длительное пребывание в организме. Для получения электроаэрозолей используют специальные аппараты, например ручной генератор электроаэрозолей, генератор электроаэрозолей камерный (ГЭК-1). Э. применяют главным образом в виде ингаляций (для профилактики послеоперационных пневмоний, лечения острых и хронических заболеваний органов дыхания и др.), реже — в виде местного воздействия (при трофических язвах, ранах, заживающих вторичным натяжением, и др.). См. также Аэрозольтерапия .
Лит.: Эйдельштейн С. М., Основы аэрозольтерапии, М., 1967; Справочник по физиотерапии, М., 1976.
Электробаланс
Электробала'нс, см. Энергетический баланс .
Электробалластер
Электробалла'стер, балласстер, путевая машина , распределяющая балласт под шпалами, осуществляющая подъёмку и сдвижку (рихтовку) рельсошпальной решётки, а также другие работы при реконструкции, ремонте и строительстве ж.-д. пути. Механизм подъёма рельсошпальной решётки имеет 2 электромагнита для захвата рельсов и электровинтовые приводы для их подъёма и сдвига. Э. оборудуется дозатором балласта и балластёрными рамами для его разравнивания под шпалами, щётками для сметания излишка балласта. По конструкции различают Э. с шарниро-сочленённой рамой и консольные. У первых оборудование размещено на 2 фермах, соединённых между собой шарниром. У консольных Э., используемых при строительстве ж.-д. пути, механизм подъёма рельсо-шпальной решётки расположен впереди на консольной части фермы.
Электробур
Электробу'р, забойная буровая машина с погружным электродвигателем, предназначенная для бурения глубоких скважин, преимущественно на нефть и газ. Идея Э. для ударного бурения принадлежит русскому инженеру В. И. Дедову (1899). В 1938—40 в СССР А. П. Островским и Н. В. Александровым создан и применен первый в мире Э. для вращательного бурения, спускаемый в скважину на бурильных трубах.
Э. состоит из маслонаполненного электродвигателя и шпинделя. Мощность трёхфазного электродвигателя зависит от диаметра Э. и составляет 75—240 квт. Для увеличения вращающего момента Э. применяют редукторные вставки, монтируемые между двигателем и шпинделем и снижающие частоту вращения до 350, 220, 150, 70 об /мин. Частота вращения безредукторного Э. 455—685 об /мин. Длина Э. 12—16 м, наружный диаметр 164—290 мм.
При бурении Э., присоединённый к низу бурильной колонны, передаёт вращение буровому долоту. Электроэнергия подводится к Э. по кабелю, смонтированному отрезками в бурильных трубах. При свинчивании труб отрезки кабеля сращиваются специальными контактными соединениями. К кабелю электроэнергия подводится через токоприёмник, скользящие контакты которого позволяют проворачивать колонну бурильных труб. Для непрерывного контроля пространственного положения ствола скважины и технологических параметров бурения при проходке наклонно направленных и разветвлённо-горизонтальных скважин используется специальная погружная аппаратура (в т. ч. телеметрическая). При бурении Э. очистка забоя осуществляется буровым раствором, воздухом или газом.
В СССР с помощью Э. проходится свыше 300 тыс. м скважин (свыше 2% общего объёма бурения). Использование Э., благодаря наличию линии связи с забоем, особенно ценно для исследования режимов бурения.
Лит.: Фоменко Ф. Н., Бурение скважин электробуром, М., 1974.
Р. А. Иоаннесян.
Электровакуумные приборы
Электрова'куумные прибо'ры (ЭВП), приборы для генерации, усиления и преобразования электромагнитной энергии, в которых рабочее пространство освобождено от воздуха и защищено от окружающей атмосферы жёсткой газонепроницаемой оболочкой. К ЭВП относятся лампы накаливания , вакуумные электронные приборы (в которых поток электронов проходит в вакууме), газоразрядные электронные приборы (в которых поток электронов проходит в газе).
Лампы накаливания — наиболее массовый вид ЭВП (в 70-х гг. 20 в. ежегодный мировой выпуск составляет около 10 млрд. штук). Удаление воздуха из баллона лампы предотвращает окисление нити накала кислородом. Для уменьшения испарения накалённой нити лампы накаливания некоторых типов после удаления воздуха наполняют инертным газом. Это позволяет повысить рабочую температуру нити накала и тем самым — световую отдачу ламп без изменения срока их службы. Присутствие инертного газа не влияет на процесс преобразования подводимой к лампе электрической энергии в световую.
Вакуумные электронные приборы изготовляют с таким расчётом, чтобы в рабочем режиме давление остаточных газов внутри баллона составляло 10-6 —10-10 мм рт. ст. При такой степени разрежения ионы остаточных газов не влияют на траектории электронов и шумы, создаваемые потоком этих ионов при их движении к катоду, достаточно малы. Такие ЭВП охватывают следующие классы приборов. 1) Электронные лампы — триоды , тетроды , пентоды и т. д.; предназначены для преобразования энергии постоянного тока в энергию электрических колебаний с частотой до 3×109 гц. Основные области применения электронных ламп — радиотехника, радиосвязь, радиовещание, телевидение. 2) ЭВП СВЧ — магнетроны и магнетронного типа приборы , пролётные и отражательные клистроны , лампы бегущей волны и лампы обратной волны и т. д.; предназначены для преобразования энергии постоянного тока в энергию электромагнитных колебаний с частотами от 3×108 до 3×1012 гц. ЭВП СВЧ используются главным образом в устройствах радиолокации, телевидения (для передачи телевизионных сигналов по линиям радиорелейной связи, спутниковым линиям), СВЧ радиосвязи, телеуправления (например, ИСЗ и космическими кораблями). 3) Электроннолучевые приборы — осциллографические электроннолучевые трубки , кинескопы , запоминающие электроннолучевые трубки и т. д.; предназначены для различного рода преобразований информации, представленной в форме электрических или световых сигналов (например, визуализации электрических сигналов, преобразования двумерного оптического изображения в последовательность телевизионных сигналов и наоборот). 4) Фотоэлектронные приборы — передающие телевизионные трубки , фотоэлектронные умножители , вакуумные фотоэлементы ; служат для преобразования оптического излучения в электрический ток и применяются в устройствах автоматики, телевидения, астрономии, ядерной физики, звукового кино, факсимильной связи и т. д. 5) Вакуумные индикаторы — электронносветовые индикаторы , цифровые индикаторные лампы и др. Работа индикаторных ламп основана на преобразовании энергии постоянного тока в световую энергию. Применяются в измерительных приборах, устройствах отображения информации, радиоприёмниках и т. д. 6) Рентгеновские трубки ; преобразуют энергию постоянного тока в рентгеновские лучи. Применяются: в медицине — для диагностики ряда заболеваний; в промышленности — для обнаружения невидимых внутренних дефектов в различных изделиях; в физике и химии — для определения структуры и параметров кристаллических решёток твёрдых тел, химического состава вещества, структуры органических веществ; в биологии — для определения структуры сложных молекул.
В газоразрядных электронных приборах (ионных приборах ) давление газа обычно значительно ниже атмосферного (поэтому их и относят к ЭВП). Класс газоразрядных ЭВП охватывает следующие виды приборов. 1) Ионные приборы большой мощности (до нескольких Мвт при токах до тысячи а ), действие которых основано на нейтрализации объёмного заряда ионами газа. К таким ЭВП относятся ртутные вентили , используемые для преобразования переменного тока в постоянный в промышленности, на ж.-д. транспорте и в других отраслях; импульсные водородные тиратроны и таситроны , служащие для преобразования постоянного тока в импульсный в устройствах радиолокации, электроискровой обработки металлов и др.; искровые разрядники и клипперные приборы , применяемые для защиты аппаратуры от перенапряжений. 2) Газоразрядные источники света непрерывного излучения, используемые для освещения помещений, улиц, в светящихся рекламах, киноаппаратуре и т. д., и импульсные источники света , применяемые в устройствах автоматики и телемеханики, передачи информации, оптической локации и т. д. 3) Индикаторы газоразрядные (сигнальные, знаковые, линейные, матричные), служащие для визуального воспроизведения информации в ЭВМ и других устройствах. 4) Квантовые газоразрядные приборы, преобразующие энергию постоянного тока в когерентное излучение — газовые лазеры , квантовые стандарты частоты .
Лит. см. при ст. Электронные приборы .
Р. Ф. Коваленко.
Электровакуумный диод
Электрова'куумный дио'д, двухэлектродная электронная лампа , разновидность диода . Используется главным образом в качестве кенотрона . Характеризуется отсутствием обратного тока и выдерживает более высокие обратные напряжения, чем газоразрядные и полупроводниковые диоды. Э. д. подразделяются на низковольтные маломощные (обратное напряжение не превышает 2 кв; выпрямленный ток до 0,4 а), высоковольтные маломощные (30 кв; 0,002 а), высоковольтные импульсные (60 кв; 100 а ), высоковольтные рентгеновские (220 кв; 2 а ). С развитием полупроводниковой электроники Э. д. вытесняются полупроводниковыми диодами , обладающими большим кпд.
Лит. см. при ст. Электронная лампа .
Электровалентная связь
Электровале'нтная связь, то же, что ионная связь .
Электровоз
Электрово'з, локомотив , приводимый в движение тяговыми электродвигателями, получающими электрическую энергию от контактной сети или (реже) и от аккумуляторов, установленных на самом Э. (контактно-аккумуляторный Э.), или только от аккумуляторов (аккумуляторный Э.). По назначению Э. подразделяются на магистральные (грузовые, пассажирские, грузопассажирские), маневровые, промышленные и рудничные, а по роду используемого тока — на Э. постоянного и переменного тока и комбинированные. Для повышения провозной и пропускной способности железных дорог можно использовать одновременно несколько Э., осуществляя управление из кабины одного из них.
Первый советский магистральный Э. построен в 1932 (совместно Коломенским заводом и московским заводом «Динамо»). В СССР на железных дорогах работают магистральные Э. постоянного тока напряжением 3 кв и Э. однофазного тока промышленной частоты 50 гц напряжением 25 кв. При работе на участках с 2 системами тока иногда используют Э. двойного питания. За рубежом работают Э. на этих же системах тока и напряжения, а также на более старых системах постоянного тока напряжением 1,5 кв и однофазного тока пониженной частоты 162 /3 или 25 гц напряжением 11—16 кв. Для безотцепочной работы с экспрессами на железнных дорогах ряда стран Западной Европы (Франция, Бельгия, ФРГ и др.), имеющих разные системы тока, эксплуатируются пассажирские Э. на 4 системы питания: постоянный ток 1,5 и 3 кв, однофазный ток промышленной частоты 50 гц 25 кв и однофазный ток пониженной частоты 162 /3 гц 15 кв.
Э. состоит из механической части, электрического и пневматического оборудования. К механической части относятся кузов, в котором располагается большая часть оборудования, ходовая (экипажная) часть и автосцепка . Обычно цельнометаллический кузов опирается на 2- или 3-осные тележки. Они состоят из стальных сварных, литых или брусковых рам, в которых размещены колёсные пары с буксами, имеют рессорное подвешивание, тормозную рычажную систему и тяговую передачу. На тележке установлены тяговые электродвигатели. На грузовых Э. применяется наиболее простое по конструкции тяговой передачи опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей, при котором возникает повышенное воздействие колёсных пар на путь. У скоростных Э., в том числе на разрабатываемых грузовых, рассчитанных на скорости до 120 км/ч и выше, применяют опорно-рамное подвешивание, обеспечивающее меньшее воздействие на путь из-за крепления тяговых электродвигателей на зарессоренной раме тележки. Вращающий момент от электродвигателя на ось колёсной пары при этом передаётся через более сложную тяговую передачу. Иногда применяется передача вращающего момента от тягового двигателя повышенной мощности не на 1, а на 2 или 3 колёсные пары тележки.
К электрическому оборудованию относятся тяговые электродвигатели, как правило, постоянного тока, вспомогательные машины (например, двигатель компрессора), преобразователи напряжения для питания вспомогательных низковольтных приборов, пускорегулирующие и защитные аппараты, токосъёмник и др., а на Э. переменного тока — тяговый трансформатор и выпрямители для питания тяговых электродвигателей. Пневматическое оборудование включает компрессор, резервуары для хранения сжатого воздуха, тормозные приборы и др. Сжатый воздух используется для питания рабочих приводов системы управления и тормозной системы поезда.
Скорость движения Э. регулируют изменением напряжения на тяговых электродвигателях и воздействием на их магнитный поток. На Э. постоянного тока в начале движения все электродвигатели включены последовательно, а затем по мере роста скорости — последовательно-параллельно и далее — параллельно, с включением в каждом случае в цепь двигателей пускового реостата, который в начале имеет максимальное сопротивление, а для плавного набора скорости постепенно выводится. На Э. переменного тока различают системы низковольтного и высоковольтного регулирования напряжения. При низковольтной системе, наиболее распространённой на советских Э., напряжение регулируют изменением числа витков вторичной обмотки тягового (понижающего) трансформатора. При высоковольтной системе, основной за рубежом, в том числе на Э. серии ЧС, меняют число витков со стороны первичной обмотки этого трансформатора. Большинство эксплуатируемых Э. оборудуется устройствами для торможения электрического (реостатного или рекуперативного).
Основные данные наиболее распространённых в СССР магистральных Э. приведены в табл.
Характеристики наиболее распространённых в СССР электровозов (1977)
| Серия | Система тока | Род службы | Число колёсных пар | Масса, m | Мощность двигателей1 , квт | Сила тяги, m | Максимальная скорость2 , км/ч |
| ВЛ80К ВЛ80Т ВЛ80Р | Переменный Однофазный 50 гц, 25 кв | Грузовой | 8 | 184 | 6520 | 45,1 | 110 |
| ВЛ60К | То же | То же | 6 | 138 | 4450 | 31,8 | 100 |
| ЧС4Т | » | Пассажир- ский | 6 | 126 | 5100 | 17,4 | 160 |
| ЧС4 | » | То же | 6 | 126 | 5100 | 17,4 | 160 |
| ВЛ10 | Постоянный 3 кв | Грузовой | 8 | 184 | 5200 | 39,5 | 100 |
| ВЛ8 | То же | То же | 8 | 180 | 4200 | 35,2 | 100 |
| ВЛ22М | » | » | 6 | 132 | 2400 | 23,9 | 75 |
| ЧС2Т | » | Пассажир- ский | 6 | 126 | 4620 | 19,4 | 160 |
| ЧС2 | » | То же | 6 | 123 | 4200 | 16,5 | 160 |
1 Максимально допустимая конструкцией двигателей, условиями охлаждения и т. п., при работе в течение 1 ч (т. н. часовой режим). 2 Допустимая конструкцией электровоза при эксплуатации.
Э. серии ВЛ10, ВЛ8 и часть Э. ВЛ22м оборудованы рекуперативным торможением. У Э. остальных серий индекс Т. характеризует реостатное торможение; индекс Р — рекуперативное; индекс К обозначает кремниевые полупроводниковые выпрямители.
Э. ВЛ80 является самым мощным грузовым Э. в мире, а Э. ЧС4т и ЧС4 — самыми мощными пассажирскими Э.
Э. всех серий ВЛ (Владимир Ленин) построены в СССР. Э. серии ЧС поставляются заводами ЧССР.
В 1977 в СССР испытывался пассажирский 8-осный Э. ЧС 200 мощностью 8400 квт с максимальной эксплуатационной скоростью 200 км/ч. В 1978 испытывались грузовые 8-осные Э. однофазного тока повышенной мощности с бесколлекторными вентильными и асинхронными тяговыми электродвигателями, имеющими для регулирования скорости преобразователи на тиристорах .
Лит.: Быстрицкий Х. Я., Дубровский 3. М., Ребрик Б. Н., Устройство и работа электровозов переменного тока, М., 1973; Устройство и ремонт электровозов постоянного тока, М., 1977.
Советский электровоз ВЛ80.
Электровооружённость труда
Электровооружённость труда', показатель, характеризующий обеспеченность труда электрической энергией; составная часть энерговооружённости труда . Повышение Э. т. — важное условие научно-технического прогресса и роста производительности общественного труда.
Различают Э. т. и электровооружённость рабочих. Коэффициент Э. т. исчисляется делением количества электрической энергии, потребленной на производстве, на число фактически отработанных человеко-часов. Электровооружённость рабочих характеризуется мощностью электропривода в квт (см. Энергетическое хозяйство предприятия ), приходящейся на 1 рабочего; коэффициент электровооружённости рабочих выражается отношением мощности электромоторов и электрических аппаратов к числу рабочих, занятых в наиболее заполненную смену.
Сопоставление коэффициента электровооружённости и коэффициента энерговооружённости характеризует уровень электрификации производства. Если на конец года на предприятии коэффициент электровооружённости рабочих 2,0 (2 квт мощности электрического привода на 1 рабочего в наиболее заполненную смену), а коэффициент энерговооружённости рабочих 2,5, то отношение 2,0: 2,5 = 0,8 будет коэффициентом электрификации труда по мощности; если за год коэффициент Э. т. 2,8, а коэффициент энерговооружённости труда 3,2, то отношение 2,8: 3,2 = 0,875 будет коэффициентом электрификации производственного процесса по мощности.
В статистических публикациях Э. т. в промышленности исчисляется как отношение количества электроэнергии, потребленной за год, к среднесписочному числу рабочих, занятых на производстве. В 1976 по сравнению с 1913 произошло увеличение этого показателя в 56 раз. Коэффициент Э. т. в промышленности растет быстрее, чем производительность труда промышленных рабочих. Сопоставление этих показателей выражает изменение электроёмкости продукции. Например, потребление электроэнергии в промышленности СССР составило в 1940 34,8 млрд. квт ·ч, а в 1976 — 692,8 млрд. квт ·ч, т. е. увеличилось в 19,9 раза. Объём промышленной продукции за то же время увеличился в 17,7 раза; значит электроёмкость продукции возросла в 19,9:17,7 = 1,12 раза.
Лит.: Родштейн А. А., Статистика энергетики в промышленности, М., 1956; Бакланов Г. И., Адамов В. Е., Устинов А. Н., Статистика промышленности, 3 изд., М., 1976.
Г. И. Бакланов.
Электровысадочная машина
Электровы'садочная маши'на, предназначена для получения на прутковых, профильных или трубных заготовках местных утолщений путём высадки . Высаживаемый участок заготовки нагревается при перемещении в индукторе; применяют также нагрев в проходной печи сопротивления и электроконтактный нагрев. Э. м. позволяют получать утолщения как на концах заготовки (законцовки), так и чередующиеся по её длине. Благодаря постепенной подаче заготовки в зону нагрева длина утолщения, полученного на Э. м., может быть значительно большей, чем при высадке на горизонтально-ковочных машинах . Э. м. применяют для производства клапанов, труб с фланцами и сильфонами, ступенчатых валов, профилей с законцовками и других деталей из сталей, титановых, алюминиевых, реже медных и никелевых сплавов. На Э. м. получают также заготовки переменного сечения для последующей штамповки.
Электрогидравлический эффект
Электрогидравли'ческий эффе'кт, возникновение высокого давления в результате высоковольтного электрического разряда между погруженными в жидкость электродами. Давление до 3 кбар (300 Мн/м 2 ) получают за счёт энергии импульсное ударной волны, распространяющейся вокруг канала разряда в рабочей среде, обычно в воде. Это давление используют для механического воздействия на материалы при их обработке (например, прессовании, штамповке, гибке), очистке, дроблении, размоле, перемешивании (например, при приготовлении суспензий), распылении и др. Энергия, необходимая для электрического разряда, накапливается в конденсаторе. В зависимости от назначения установок применяют конденсаторы ёмкостью от 10 до 1500 мкф, сила тока в импульсе 15—50 ка, длительность разряда 10—40 мксек, мгновенная мощность до 200 Мвт.
Лит.: Несветайлов Г. А., Серебряков Е. А., Теория и практика электрогидравлического эффекта, Минск, 1966; Попилов Л. Я., Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов, М., 1969.
Л. Ю. Максимов.
Электрогидравлическое бурение
Электрогидравли'ческое буре'ние, основано на разрушении горной породы в заполненном водой забое скважины гидравлическим ударом, создаваемым разрядом тока высокого напряжения (до 200 кв ). Впервые разработано в СССР Л. В. Юткиным в 50-х годах. Бур выполнен в виде невращающегося трубчатого и вращающегося центрального электродов, к которым с поверхности подаются с заданной частотой импульсы тока высокого напряжения. Происходит электрический пробой межэлектродного промежутка по воде. Расширяющаяся газовая полость пробоя создаёт гидравлический удар жидкости, в результате которого происходит разрушение породы на забое.
Электроглянцеватель
