Лит.: Римский-Корсаков А. В., Электроакустика, М., 1973; Эфруси М. М., Громкоговорители и их применение, 2 изд., М., 1976.
Н. Т. Молодая, Л. З. Папернов.
Схема электродинамического громкоговорителя прямого излучения: М — магнит; ПС — подвижная система (диафрагма); ЗК — звуковая катушка.
Электродинамический микрофон
Эле'ктродинамический микрофо'н, микрофон , в котором для преобразования звуковых колебаний в электрические используют явление возникновения эдс индукции (см. Индукция электромагнитная ) в металлическом проводнике, совершающем под действием звуковых волн вынужденные колебания в поле постоянного магнита.
Электродинамический прибор
Электродинами'ческий прибо'р , измерительный прибор , принцип действия которого основан на механическом взаимодействии двух проводников при протекании по ним электрического тока. Э. п. состоит из измерительного преобразователя , преобразующего измеряемую величину в переменный или постоянный ток, и измерительного механизма электродинамической системы (рис. ). Наиболее распространены Э. п. с подвижной катушкой, внутри которой на оси со стрелкой расположена подвижная катушка. Вращающий момент на оси возникает в результате взаимодействия токов в обмотках катушек 1 и 2 и пропорционален произведению действующих значений этих токов. Уравновешивающий момент создаёт пружина, с которой связана ось. При равенстве моментов стрелка останавливается.
Э. п. — наиболее точные электроизмерительные приборы, применяемые для определения действующих значений тока и напряжения в цепях переменного и постоянного тока. При последовательном соединении обмоток катушек угол поворота стрелки пропорционален квадрату измеряемой величины. Такое включение обмоток применяется в Э. п. для измерения напряжения и силы тока (вольтметры и амперметры ). Электродинамические измерительные механизмы используют также для измерения мощности (ваттметры ). При этом через неподвижную катушку пропускают ток, пропорциональный току, а через подвижную — ток, пропорциональный напряжению в измеряемой цепи. Показания прибора пропорциональны активному или реактивному значению электрической мощности. В случае исполнения электродинамических механизмов в виде логометров их применяют как частотомеры, фазометры и фарадометры. Э. п. изготовляют главным образом переносными приборами высокой точности — классов 0,1; 0,2; 0,5. Разновидность Э. п. — ферродинамический прибор, котором для усиления магнитного поля неподвижной катушки применяют магнитопровод из ферромагнитного материала. Такие приборы предназначаются для работы в условиях вибрации, тряски и ударов. Класс точности ферродинамических приборов 1,5 и 2,5.
Электродинамический измерительный прибор: 1 и 2 — неподвижная и подвижная катушки; 3 — ось; 4 — пружина; 5 — стрелка; 6 — шкала.
Электродные процессы
Электро'дные проце'ссы, электрохимические превращения на границе электрод/электролит, при которых через эту границу происходит перенос заряда, проходит электрический ток. В зависимости от направления перехода электронов (с электрода на вещество или наоборот) различают катодные и анодные Э. п., приводящие соответственно к восстановлению веществ. Пространственное разделение процессов окисления и восстановления используется в химических источниках тока и при электролизе. Точной мерой скорости Э. п. служит плотность тока (a /см2 ). Особенностью Э. п. является зависимость их скорости от электродного потенциала , а также от строения двойного электричеческого слоя и наличия адсорбированных частиц на межфазной границе. Скорость Э. п. увеличивается по мере возрастания перенапряжения . При равновесном потенциале достигается динамическое равновесие, при котором ток через электрод не протекает, однако через границу фаз идёт непрерывный обмен носителями зарядов — ионами или электронами (т. н. ток обмена — один из основных кинетических параметров Э. п.). Скорость Э. п. может меняться в очень широких пределах в зависимости от природы электрода. Так, ток обмена при электрохимическом процессе выделения водорода из водных растворов кислот варьирует от 10-12 а/см 2 для ртутного электрода до 0,1 а/см 2 для платинового. На скорость Э. п. влияют концентрация реагирующих частиц и температура.
Простейшие Э. п. — реакции переноса электрона типа Fe2+ ® Fe3+ + е. Перенос электронов может сопровождаться разрывом химических связей и переходом атомов от исходного вещества к продукту реакции, например C6 H5 NO2 + 6H+ + 6е ® C6 H5 NH2 + 2H2 O. Более сложные Э. п. сопровождаются образованием новой фазы. К ним относятся катодное осаждение и анодное растворение металлов, например Ag+ + е ® Ag, а также выделение и ионизация газов, например 2H+ + 2e « H2 . Одной из стадий Э. п. всегда является стадия разряда-ионизации, т. е. переход заряженной частицы через границу фаз. Эта стадия — электрохимический элементарный акт суммарного процесса. Э. п. включают как стадии доставки реагирующего вещества к поверхности электрода, так и отвода продуктов реакции в объём раствора. Э. п. могут включать также химические стадии, предшествующие стадии разряда-ионизации или протекающие после неё. Широко применяемые в технике электродные процессы описаны в статьях Гальванотехника , Электрометаллургия , Электрофизические и электрохимические методы обработки , Анодирование .
В. В. Лосев.
Электродный потенциал
Электро'дный потенциа'л, разность электрических потенциалов между электродом и находящимся с ним в контакте электролитом (чаще всего между металлом и раствором электролита). Возникновение Э. п. обусловливается переносом заряженных частиц через границу раздела фаз, специфической адсорбцией ионов, а при наличии полярных молекул (в том числе молекул растворителя) — ориентационной адсорбцией их. Величина Э. п. в неравновесном состоянии зависит как от природы и состава контактирующих фаз, так и от кинетических закономерностей электродных реакций на границе раздела фаз. Равновесное значение скачка потенциалов на границе раздела электрод/раствор определяется исключительно особенностями электродной реакции и не зависит от природы электрода и адсорбции на нём поверхностно-активных веществ. Эту абсолютную разность потенциалов между точками, находящимися в двух разных фазах, нельзя измерить экспериментально или рассчитать теоретически. Практическое значение имеют относительные Э. п., обычно называемые просто Э. п., представляющие собой разность Э. п. рассматриваемого электрода и электрода сравнения — чаще всего нормального водородного электрода , Э. п. которого условно принимается равным нулю.
При электрохимическом равновесии на электроде величина Э. п. (E ) может быть выражена через изменение гиббсовой энергии (DG ) реакции: Е = — DG /zF , где z — число электронов, участвующих в электрохимическом процессе, F — Фарадея число . Э. п. в этом случае зависит от активности (а ) участвующих в реакции веществ (потенциалопределяющих веществ). Для электродов Me/Men + Е = E 0 + (RT/zF ) ln a Me n+ , где R — газовая постоянная, Т — температура, E 0 — нормальный потенциал . Для окислительно-восстановительных систем с инертным электродом, у которых все компоненты электрохимической реакции находятся в растворе, Э. п. (окислительно-восстановительный потенциал ) определяется активностями как окисленной (a ok ), так и восстановленной (а в ) форм вещества:
,
где n — стехиометрический коэффициент.
В случае, когда на электроде возможно одновременное протекание более одной электродной реакции, используется понятие стационарного Э. п. При пропускании электрического тока измеренный Э. п. будет отличаться от равновесного на величину поляризации (см. Поляризация электрохимическая ).
Лит. см. при ст. Электрохимия .
В. В. Городецкий.
Электродоменная печь
Электродо'менная печь, электрическая рудовосстановительная шахтная печь для выплавки чугуна из железных руд. Состоит из шахты с верхней загрузкой шихтовых материалов и расположенного под ней широкого горна. Переменный ток подаётся на наклонные (реже горизонтальные) угольные электроды. Необходимое для технологического процесса тепло выделяется в горне в результате горения электрических дуг, а также нагревания шихты и шлака при прохождении через них электрического тока. Конструкция Э. п. разработана в 1898 (Э. Стассано в Италии). Первая промышленная Э. и. была введена в эксплуатацию в 1908 в Швеции (завод Домнарвет). В 1-й четверти 20 в. число Э. п. достигло нескольких десятков (в основном в Швеции и Норвегии, в меньшей мере в Италии и Японии). Применение Э. п. было экономически оправданным в тех районах, где мало коксующихся углей и есть дешёвая электроэнергия. Но из-за недостаточно высокой производительности и сложности эксплуатации, а также в связи с появлением и развитием мощных закрытых дуговых печей число работающих Э. п. резко сократилось и к середине 70-х гг. их эксплуатация практически прекратилась.
Электроды
Электро'ды гальванических цепей, гальванические электроды, металлические, окисные или другие электрические проводники, находящиеся в контакте с ионным проводником (электролитом — раствором или расплавом). Важнейшей характеристикой таких Э. является электродный потенциал , устанавливающийся на границе электрод/электролит.
По применению различают электроды сравнения , индикаторные Э. и др. Системы двух различных Э. могут использоваться как химические источники тока , а при пропускании через такие системы постоянного тока они служат электролизёрами .
Электроды сравнения
Электро'ды сравне'ния, гальванические электроды , применяемые для измерения электродных потенциалов . Обычно измеряют разность потенциалов между исследуемым электродом и выбранным Э. с., имеющим известный потенциал относительно условно принятого за нуль потенциала нормального водородного электрода (НВЭ) (более строго: за нуль принят потенциал стандартного водородного электрода, отличающегося от НВЭ тем, что для него равна единице не концентрация, а активность ионов Н+ ). Измеренную разность принимают за потенциал исследуемого электрода, указывая, относительно какого Э. с. он измерен. В качестве Э. с. выбирают электроды, потенциалы которых характеризуются хорошей стабильностью и воспроизводимостью. Э. с. различаются по природе протекающих на них электрохимических реакций. Эти реакции должны быть высокообратимыми (чтобы исключить изменения потенциала Э. с. при прохождении через него небольшого тока).
Наиболее употребительны Э. с.: каломельные (Hg/Hg2 Cl2 /KCl или HC1), хлорсеребряные (Ag/AgCl/KCl или HCl), ртутносульфатные (Hg/HgSO4 /H2 SO4 ), ртутноокисные (Hg/HgO/KOH), хингидронные (Pt/гидрохинон, хинон/НСl). Потенциалы Э. с. зависят от концентрации потенциалопределяющих ионов (например, для каломельных Э. с.— от концентрации ионов Cl- : потенциалы 0,1 н., 1 н. и насыщенного каломельных Э. с. при 25 °С равны соответственно 333, 280 и 241 мв относительно НВЭ). Изменение потенциалов (j) Э. с. с температурой (t, °С) характеризуется температурными коэффициентами, различными для разных Э. с. Для 1 н. каломельного Э. с., например, j = +280 — 0,24 (t — 25) мв относительно НВЭ при той же температуре (по определению jнвэ = 0 при всех температурах). Выбор Э. с. зависит от условий измерений. В неводных средах можно применять и водный Э. с., но учитывать в этом случае диффузионные потенциалы на границе между водным и неводным растворами. В расплавах используют металлические Э. с., потенциалы которых в данном расплаве не меняются во времени.
Лит.: Антропов Л. И., Теоретическая электрохимия, 3 изд., М., 1975; Reference electrodes, od. by D. J. G. lves, G. J. Janz, N. Y. — L., 1961; Батлер Д ж., Электроды сравнения в апротонных органических растворителях, в кн.: Электрохимия металлов в неводных растворах, пер, с англ., М., 1974.
Г. М. Флорианович.
Электрожезловая система
Электроже'зловая систе'ма, см. Жезловая система .
Электроизгородь
Электрои'згородь, электропастух, тонкая стальная проволока, подвешенная на кольях и периодически получающая кратковременные маломощные электрические импульсы. Используется для ограничения пастбищных участков при загонной системе пастьбы скота. Прикоснувшись к проволоке, животное замыкает цепь тока и получает ощущение кратковременного удара. Вскоре у животных вырабатывается условный рефлекс боязни проволоки. Источник питания Э. — аккумуляторные батареи, дающие напряжение не более 6 в. В зависимости от вида скота проволоку навешивают на высоте 40—80 см.
Электроизмерительный комбинированный прибор
Электроизмери'тельный комбини'рованный прибо'р, измерительный прибор, в котором для измерения (неодновременного) двух и более величин используется один измерительный механизм либо несколько различных измерительных преобразователей с общим отсчётным устройством. Шкалу или отсчётное устройство Э. к. п. градуируют в единицах тех величин, которые он измеряет. Наиболее широко используют приборы для измерения электрического напряжения, силы переменного и постоянного тока — ампервольтметры; напряжения, силы переменного и постоянного тока и сопротивления — ампервольтомметры (авометры); индуктивности, напряжения постоянного тока, количества импульсов — универсальные цифровые Э. к. п.
Электроизоляционные масла
Электроизоляцио'нные масла', высокоочищенные масла нефтяные , реже синтетические и растительные масла, используемые для изоляции и охлаждения электрических аппаратов и устройств: трансформаторов (см. Трансформаторные масла ), конденсаторов, кабелей и др. Э. м. отличаются высокой электрической прочностью (до 25 Мв/м ) и имеют электрическое сопротивление порядка 1010 —1012 ом ·см. В 70-е гг. 20 в. мировое производство нефтяных Э. м. составляет около 1 млн. т, а синтетических — около 50 тыс. т в год.
Лит.: Крейн С. Э., Кулакова Р. В., Нефтяные изоляционные масла, М. — Л., 1959; Липштейн Р. А., Шахнович М, И., Трансформаторное масло, 2 изд., М., 1968; Шахнович М. И., Синтетические жидкости для электрических аппаратов, М., 1972.
Электроизоляционные материалы
Электроизоляцио'нные материа'лы, материалы, применяемые в электротехнических и радиотехнических устройствах для разделения токоведущих частей, имеющих разные потенциалы, для увеличения ёмкости конденсаторов, а также служащие теплопроводящей средой в электрических машинах, аппаратах и т. п. В качестве Э. м. используют диэлектрики , которые по сравнению с проводниковыми материалами обладают значительно большим удельным объёмным электрическим сопротивлением rv = 109 —1020 ом ·см (у проводников 10-6 —10-4 ом ·см ). Основные характеристики Э. м.: удельное объёмное и поверхностное сопротивления rv и rs , относительная диэлектрическая проницаемость e, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости 1/e·d e/dTград -1 , угол диэлектрических потерь d, электрическая прочность Е пр (напряжённость электрического поля, при которой происходит пробой, см. Пробой диэлектриков ). При оценке Э. м. учитывают также зависимость этих характеристик от частоты электрического тока и величины напряжения.
Э. м. можно классифицировать по нескольким признакам: агрегатному состоянию, химическому составу, способам получения и т. д. В зависимости от агрегатного состояния различают твёрдые, жидкие и газообразные Э. м. Твёрдые Э. м. составляют наиболее обширную группу и в соответствии с физико-химическими свойствами, структурой, особенностями производства делятся на ряд подгрупп, например слоистые пластики, бумаги и ткани, лакоткани, слюды и материалы на их основе, электрокерамические и др. К этим же материалам условно можно отнести лаки, заливочные и пропиточные составы, которые, хотя и находятся в жидком состоянии, но используются в качестве Э. м. в затвердевшем состоянии. Электрическая прочность твёрдых Э. м. (при 20 °С и частоте электрического тока 50 гц ) лежит в пределах от 1 Мв/м (например, для некоторых материалов на основе смол) до 120 Мв/м (например, для полиэтилентерефталата). (О применении и получении твёрдых Э. м. см. в ст. Изоляция электрическая , Изолятор , Лаки , Слюда , Стеклопластики , Пластические массы , Компаунды полимерные , Смолы синтетические . ) Жидкие Э. м. — электроизоляционные масла , в том числе нефтяные, растительные и синтетические. Отдельные виды жидких Э. м. отличаются друг от друга вязкостью и имеют различные по величине электрические характеристики. Лучшими электрическими свойствами обладают конденсаторные и кабельные масла. Электрическая прочность жидких Э. м. при 20 °С и частоте 50 гц обычно находится в пределах 12—25 Мв/м, например для трансформаторных масел 15—20 Мв/м (см. также Жидкие диэлектрики ). Существуют полужидкие Э. м. — вазелины . Газообразные Э. м. — воздух, элегаз (гексафторид серы), фреон-21 (дихлорфторметан). Воздух является естественным изолятором (воздушные промежутки в электрических машинах, аппаратах и т. п.), обладает электрической прочностью около 3 Мв/м. Элегаз и фреон-21 имеют электрическую прочность около 7,5 Мв/м, применяются в качестве Э. м. в основном в кабелях и различных электрических аппаратах.
По химическому составу различают органические и неорганические Э. м. Наиболее распространённые Э. м. — неорганические (слюда, керамика и пр.). В качестве Э. м. используют природные (естественные) материалы и искусственные (синтетические) материалы. Искусственные Э. м. можно создавать с заданным набором необходимых электрических и физико-химических свойств, поэтому такие Э. м. наиболее широко применяют в электротехнике и радиотехнике. В соответствии с электрическими свойствами молекул вещества различают полярные (дипольные) и неполярные (нейтральные) Э. м. К полярным Э. м. относятся бакелиты, совол, галовакс, поливинилхлорид, многие кремнийорганические материалы; к неполярным — водород, бензол, четырёххлористый углерод, полистирол, парафин и др. Полярные Э. м. отличаются повышенной диэлектрической проницаемостью и несколько повышенной электрической проводимостью и гигроскопичностью.
Для твёрдых Э. м. большое значение имеют механические свойства: прочность при растяжении и сжатии, при статическом и динамическом изгибе, твёрдость, обрабатываемость, а также тепловые свойства (теплостойкость и нагревостойкость), влагопроницаемость, гигроскопичность, искростойкость и др. Теплостойкость характеризует верхний предел температур, при которых Э. м. способны сохранять свои механические и эксплуатационные свойства. Нагревостойкость Э. м. — способность выдерживать воздействие высоких температур (от 90 до 250 °С) без заметных изменений электрических характеристик материала. В электромашиностроении принято деление Э. м. на 7 классов. Наиболее нагревостойкие Э. м. — неорганические материалы (слюда, фарфор, стекло без связующих или с элементоорганическими связующими). Для хрупких материалов (стекло, фарфор) важна также способность выдерживать перепады температур. Осуществляя электрическое разделение проводников, Э. м. в то же время не должны препятствовать отводу тепла от обмоток, сердечников и других элементов электрических машин и установок. Поэтому важным свойством Э. м. является теплопроводность. Для повышения коэффициента теплопроводности в жидкие Э. м. добавляют минеральные наполнители. Большинство Э. м. в той или иной мере поглощают влагу (гигроскопичны). Для повышения влагонепроницаемости пористые Э. м. пропитывают маслами, синтетическими жидкостями, компаундами. К абсолютно влагостойким можно отнести лишь глазурованный фарфор, стекло и т. п.
Лит.: Электротехнический справочник, 5 изд., т. 1, М., 1974.
А. И. Хоменко.
Электроимпульсная обработка
Электрои'мпульсная обрабо'тка, разновидность электроэрозионных методов обработки, основана на использовании сильноточных электрических импульсов относительно большой длительности, следующих с малой (1—10) скважностью (подробнее см. в ст. Электрофизические и электрохимические методы обработки ).
Электроимпульсное бурение
Электрои'мпульсное буре'ние, основано на разрушении горной породы мощным электрическим разрядом (пробоем) высокого напряжения (до 200 кв ), происходящим в приповерхностной зоне забоя скважины, заполненной жидким диэлектриком (масло, дизельное топливо). Разработан в конце 60-х гг. 20 в. в СССР (А. А. Воробьев и др.). Бур выполнен в виде кольцевого зубчатого и центрального электродов. При бурении электроды прижимаются к забою, а центральный электрод вращается, обеспечивая создание последовательных электрических импульсов-пробоев с определенной частотой по всей площади скважины. Горная порода разрушается за счёт напряжений, возникающих в ней при электрическом пробое. Удаление продуктов разрушения производится циркуляцией жидкого диэлектрика. Эффективность бурения не зависит от крепости пород и глубины скважины и определяется параметрами электрического пробоя и условиями удаления продуктов разрушения. Скорость бурения до 6—10 м/ч. Область применения — нисходящие скважины в плотных горных породах, обладающих высоким электрическим сопротивлением и не поглощающих циркулирующий в скважине жидкий диэлектрик. Э. б. находится в стадии эксперимента и промышленной проверки (1977).
Б. Н. Кутузов.
Электроимпульсный станок
Электрои'мпульсный стано'к, электроэрозионный станок, станок для размерной обработки токопроводящих материалов импульсами дугового разряда . Используется в основном для обработки деталей из твёрдых сплавов. Подробнее см. в ст. Электрофизические и электрохимические методы обработки .
Электроиндукционная дефектоскопия
Электроиндукцио'нная дефектоско'пия, электроиндуктивная дефектоскопия, см. в ст. Дефектоскопия .
Электроинерционные опыты
Электроинерцио'нные о'пыты, опыты, доказавшие, что проводимость металлов обусловлена свободными электронами. Эти опыты были выполнены Л. И. Мандельштамом и Н. Д. Папалекси в 1912 (результаты опытов не были опубликованы) и американскими физиками Т. Стюартом и Р. Толменом в 1916. В Э. о. катушка большого диаметра с намотанным на неё металлическим проводом приводилась в быстрое вращение и затем резко тормозилась. При торможении катушки свободные заряды в проводнике продолжали некоторое время двигаться по инерции. Вследствие движения зарядов относительно проводника в катушке возникал кратковременный электрический ток. Этот ток регистрировался гальванометром, присоединённым к концам катушки с помощью скользящих контактов. Направление тока свидетельствовало о том, что этот ток обусловлен упорядоченным движением отрицательно заряженных частиц. Величина переносимого заряда, согласно расчётам, прямо пропорциональна отношению заряда к массе частиц, создающих ток. Измерения показали, что это отношение равно отношению заряда к массе электрона, полученному из других опытов.
Лит.: Калашников С. Г., Электричество, 4 изд., М., 1977 (Общий курс физики, т. 2).
Электроинструмент
Электроинструме'нт, ручные переносные машины с приводом от электродвигателя для механической обработки материалов. Э. состоит обычно из корпуса и размещенного в нём электродвигателя, ротор которого соединён с рабочим шпинделем муфтой или редуктором; иногда удлинённый вал ротора Э. является одновременно и рабочим шпинделем. В некоторых случаях (например, электрорубанок) ротор обращенного электродвигателя (статор помещен внутри ротора) служит ножевым валом. Иногда вращательное движение передаётся от электродвигателя к рабочим элементам гибким валом. Э. снабжают рукоятками для переноски и направления инструмента во время работы. Для снижения веса Э. его корпус и некоторые другие детали изготовляются преимущественно из лёгких сплавов. Мощность электродвигателя Э. обычно не превышает 0,4—1,0 квт. Э. предназначен главным образом для производства мелких работ и применяется для механизации ручных операций при выполнении слесарных, монтажных, сборочных и отделочных работ, а также для обработки мест изделий, к которым нельзя подвести инструмент на стационарных станках.
Широко распространён Э. в металлообработке. Для механизации процесса рубки металлов применяются электрические рубильные молотки, у которых вращение вала электродвигателя преобразуется в возвратно-поступательное движение зубила или крейцмейселя, закрепленного на конце ударника. При резке металлов используются различные электрические ножовки, дисковые пилы, при резке листовой стали толщиной до 3 мм — электрические ножницы вибрационного типа, производительность которых достигает 3—6 м/мин. Они особенно удобны при резке по фигурному раскрою. При опиливании применяются передвижные опиловочные электрические машины, а также электрические напильники. Для сверления и развёртывания отверстий служат ручные сверлильные машины (электродрели) различных типов: лёгкие, средние и тяжёлые для обработки отверстий диаметром соответственно до 9, 15 и 30 мм и угловые — для обработки отверстий в труднодоступных местах. Для механизации процесса нарезания резьбы применяются электрорезьбонарезатели и электросверлилки, оснащенные специальными насадками. При шабрении пользуются электромеханическими шаберами и электрическими шабровочными головками.
В деревообработке наиболее распространены электропилы, электрорубанки, электрофрезы, электросвёрла, электродолбёжники, шлифовальные Э., сучкорезки, а также переносные паркетно-шлифовальные машины.
К Э. относятся также электрические гайковёрты, лобзики, шуруповёрты, отбойные молотки, трамбовки, а также вспомогательное оборудование — заточные станки, точила и др. Некоторые виды электрических ручных машин комплектуются различным сменным режущим инструментом. См. также Ручные машины .
Н. А. Щемелев.
Электроискровая обработка
Электроискрова'я обрабо'тка, разновидность электроэрозионных методов обработки. Основана на специфическом воздействии искрового разряда на материал. Позволяет получать изделия с высокой точностью и малой шероховатостью поверхности (подробнее см. в ст. Электрофизические и электрохимические методы обработки ).
Электрокапиллярные явления
Электрокапилля'рные явле'ния, физические явления, связанные с зависимостью поверхностного натяжения на границе раздела электрод — электролит от потенциала электрода. Э. я. обусловлены существованием на поверхности металла ионов, образующих поверхностный заряд е и обусловливающих существование двойного электрического слоя в отсутствии внешней эдс. Взаимное отталкивание одноимённо заряженных ионов вдоль поверхности раздела фаз компенсирует стягивающие молекулярные силы, вследствие чего поверхностное натяжение s ниже, чем в случае незаряженной поверхности. Подвод извне зарядов, знак которых противоположен знаку e, снижает его значение (см. Поляризация электрохимическая ) и повышает s. При полной компенсации стягивающих сил электростатическими s достигает максимума. Дальнейший подвод зарядов приводит к убыванию s вследствие возникновения и роста нового поверхностного заряда. Экспериментальная кривая зависимости s от потенциала электрода j при постоянном составе раствора хорошо описывается уравнением Линмана: e = — d s/d j. Это уравнение позволяет рассчитать значение e и ёмкость двойного электрического слоя.
На Э. я. влияет специфическая адсорбция ионов, особенно ионов поверхностно-активных веществ, что позволяет определять их поверхностную активность. Э. я. в расплавленных металлах используют для определения их адсорбционной способности (алюминий, галлий, кадмий, цинк и др.). Теорию Э. я. применяют для объяснения максимумов в полярографии .
К Э. я. относят также зависимость твёрдости, смачиваемости и коэффициента трения электрода от его потенциала.
Лит.: Кинетика электродных процессов, М., 1952; Дамаскин Б. Б., Петрий О. А., Введение в электрохимическую кинетику, М., 1975.
С. С. Духин.
Электрокар
Электрока'р (от электро... и англ. car — тележка), самоходная безрельсовая колёсная тележка с электрическим приводом от аккумуляторной батареи . Э. могут быть с подъёмной и неподъёмной платформой, управляются сидящим или стоящим на машине водителем. Грузоподъёмность от 0,5 до 100 т и более. На рис. показан Э. грузоподъёмностью 2 т. Он состоит из шасси, аккумуляторной батареи, силового и коммутирующего электрооборудования с тяговыми электродвигателями. Скорость передвижения до 20 км/ч. Э. используются на промышленных и торговых предприятиях, на транспорте (ж.-д. станциях, в морских, речных портах и аэропортах) и т. д. В СССР получили распространение Э. грузоподъёмностью 1, 2, 5 и 10 т . Достаточно большая скорость передвижения, хорошая манёвренность, удобство управления и отсутствие вредных выпускных газов делают Э. эффективным средством транспортировки грузов. Получают распространение Э. с программным управлением, в том числе блокируемые с ЭВМ, движущиеся без водителя по трассе, заданной уложенным в дорожном покрытии проводником электрического тока или нанесённой на дорожное покрытие светлой полосой. В производственной практике часто вместо термина «Э.» употребляют термин «электротележка».
Лит.: Тройнин М. Ф., Ушаков Н. С., Электрокары и электропогрузчики, 3 изд., Л., 1973.
Е. И. Сурин.
Электрокар с неподъёмной платформой.
Электрокардиограмма
Электрокардиогра'мма (от электро... , кардио... и ...грамма ), записанная на бумаге кривая, отражающая колебания биопотенциалов работающего сердца. См. Электрокардиография .
Электрокардиография
Электрокардиогра'фия (от электро... , кардио... и ...графия ), метод исследования сердечной мышцы путём регистрации биоэлектрических потенциалов работающего сердца. Сокращению сердца (систоле ) предшествует возбуждение миокарда, сопровождающееся перемещением ионов через оболочку клетки миокарда, в результате которого изменяется разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями оболочки. Измерения при помощи микроэлектродов показывают, что изменение потенциалов составляет около 100 мв. В нормальных условиях отделы сердца человека охватываются возбуждением последовательно, поэтому на поверхности сердца регистрируется меняющаяся разность потенциалов между уже возбуждёнными и ещё не возбуждёнными участками. Благодаря электропроводности тканей организма, эти электрические процессы можно уловить и при размещении электродов на поверхности тела, где изменение разности потенциалов достигает 1—3 мв.
Электрофизиологические исследования сердца в эксперименте проводились ещё в 19 в., однако внедрение метода в медицину началось после исследований Эйнтховена в 1903—24, который применил малоинерционный струнный гальванометр, разработал обозначение элементов регистрируемой кривой, стандартную систему регистрации и основные критерии оценки (см. также Кардиология ). Высокая информативность и относительная техническая простота метода, его безопасность и отсутствие каких-либо неудобств для больного обеспечили широкое распространение Э. в медицине и физиологии. Основные узлы современного электрокардиографа — усилитель, гальванометр и регистрирующее устройство. При записи меняющейся картины распределения электрических потенциалов на движущуюся бумагу получается кривая —электрокардиограмма (ЭКГ), с острыми и закруглёнными зубцами, повторяющимися во время каждой систолы. Зубцы принято обозначать латинскими буквами Р, О, R, S, Т и U (рис. ). Первый из них связан с деятельностью предсердий, остальные зубцы — с деятельностью желудочков сердца. Форма зубцов в разных отведениях в общем различна. Сравнимость ЭКГ у разных лиц достигается стандартными условиями регистрации: способом наложения электродов на кожу конечностей и грудной клетки (обычно используется 12 отведений), определёнными чувствительностью аппарата (1 мм = 0,1 мв ) и скоростью движения бумаги (25 или 50 мм в сек); исследуемый, как правило, находится в положении лёжа, в условиях покоя (при специальных показаниях — и после физической, лекарственной или другие нагрузки). При анализе ЭКГ оценивают наличие, величину, форму и ширину зубцов и интервалов между ними и на этом основании судят об особенностях электрических процессов в сердце в целом и в некоторой степени — об электрической активности более ограниченных участков сердечной мышцы.
В медицине Э. имеет наибольшее значение для распознавания нарушений сердечного ритма, а также для выявления инфаркта миокарда и некоторых других заболеваний. Однако изменения ЭКГ отражают лишь характер нарушения электрических процессов и, как правило, не являются строго специфичными для определённой болезни. Изменения ЭКГ могут возникать не только в результате заболевания, но и под влиянием обычной дневной активности, приёма пищи, лекарственного лечения и других причин. Поэтому диагноз ставится врачом не по ЭКГ, а по совокупности клинико-лабораторных признаков заболевания. Диагностические возможности возрастают при сопоставлении ряда последовательно снятых ЭКГ (с интервалом в несколько дней или недель). Электрокардиограф используется также в кардиомониторах (аппаратах круглосуточного автоматического наблюдения за состоянием тяжелобольных) и для телеметрического контроля за состоянием работающего человека — в клинической, спортивной, космической медицине, что обеспечивается специальными способами наложения электродов и радиосвязью между гальванометром и регистрирующим устройством.
Биоэлектрическая активность сердца может быть зарегистрирована и другим способом. Разность потенциалов характеризуется определёнными для данного момента величиной и направлением, т. е. является вектором и может быть условно представлена стрелкой, занимающей определенное положение в пространстве. Характеристики этого вектора изменяются в течение сердечного цикла так, что его начальная точка остаётся неподвижной («электрический центр сердца»), а конечная — описывает сложную замкнутую кривую. В проекции на плоскость эта кривая имеет вид серии петель и называется векторкардиограммой (ВКГ); приближённо она может быть построена графически на основании ЭКГ в разных отведениях, но её можно получить и непосредственно при помощи специального аппарата — векторкардиографа, в котором регистрирующим устройством является катодно-лучевая трубка, а для отведения используются 2 пары электродов, размещенных на обследуемом в соответствующей плоскости. Меняя положение электродов, можно получить ВКГ в различных плоскостях и составить более полное пространственное представление о характере электрических процессов. В некоторых случаях векторкардиография дополняет Э. как диагностический метод. Изучение электрофизиологических основ и клинического применения Э. и векторкардиографии, совершенствование аппаратов и методов регистрации — предмет особого научного раздела медицины — электрокардиологии.
В ветеринарии Э. применяется у крупных и мелких животных (в основном у лошадей, крупного рогатого скота, собак) для диагностики изменений в сердце, возникающих в результате некоторых незаразных или инфекционных болезней. С помощью Э. у животных определяют нарушения сердечного ритма, увеличение отделов сердца (предсердий, желудочков) и другие изменения в сердце. Э. позволяет контролировать действие на сердечную мышцу животного применяемых или испытываемых лекарственных средств.
Лит.: Исаков И. И., Кушаковский М. С., Журавлева Н. Б., Клиническая электрокардиография, Л., 1974; Сумароков А. В., Михайлов А. А., Клиническая электрокардиография, 3 изд., М., 1975; Friedman Н. Н., Diagnostic electrocardiography and vectorcardiography, N. Y., 1971; Chung Е. К., Electrocardiography. Practical applications with vectorial principles, N. Y., 1974.
А. А. Михайлов.
Нормальная кардиограмма.
Электрокатализ
Электроката'лиз, изменение скорости и селективности электрохимических реакций, достигаемое в результате каталитического действия электродов, на поверхности которых эти реакции протекают. Явление Э. впервые было обнаружено в начале 20 в., когда в ряде работ была установлена зависимость скорости катодного выделения водорода от материала электрода. Широкое распространение Э. получил только после 1960, главным образом в связи с развитием исследований, связанных с проблемой топливных элементов . Э. тесно связан с адсорбцией реагирующих, промежуточных и конечных продуктов реакции. Основным вопросом теории Э. является выяснение природы и предсказание каталитической активности различных электродных материалов. Иногда понятие Э. связывают также с изучением адсорбционных и других физико-химических свойств поверхности различных катализаторов электрохимическими методами, а также с изучением кинетики и механизма электрохимических стадий в каталитических процессах в растворах — жидкофазного восстановления или окисления. В ряде случаев эти процессы сводятся к сопряжённым электрохимическим реакциям, например катодного восстановления гидрируемого вещества и анодного окисления водорода.
Э. имеет большое значение для повышения эффективности работы химических источников тока и электролизёров . Во многих случаях в этих устройствах с целью ускорения электрохимических процессов используются электроды, покрытые платиновыми катализаторами. Одна из практически важных задач исследований в области Э. — разработка менее дорогих и менее дефицитных катализаторов — металлических и неметаллических материалов с высокой электрокаталитической активностью (в т. ч. окислов, органических полупроводников и др.).
В. С. Багоцкий.
Электрокимограмма здорового человека: AS — левого предсердия; AD — правого предсердия; VS — левого желудочка; латинскими буквами обозначены отдельные элементы кривых.
Электрокаустика
