Преобразования электрического

Для защиты катода и сопла от разрушения и перегрева наилучшим газом считается аргон, так как он химически инертен и имеет малую теплопроводность (рис. 2.59). Однако аргон малоэффективен для преобразования электрической энергии в тепловую. Во-первых, напряженность поля дугового столба в аргоне меньше, чем в водороде, азоте, гелии: ?Аг » 0,8 В/мм; ?N2 ж л; 2,0 В/мм; ?Н2 ~ ^>® В/мм (при / = \0 А). Следовательно, при одинаковом токе в аргоновой дуге выделяется на \ мм ее длины меньше энергии IE, чем в других. Во-вторых, энтальпия (объемное теплосодержание) аргоновой плазмы при температуре этой плазмы также значительно меньше (рис. 2.60), чем плазмы азота или водорода (для N2— 16; Аг — 3; Н2— 12 кВт/м3 при Г— 10000 К). Однако температура плазмы существенно зависит от свойств плазмообразующего газа: для Аг и Не Тпл = = 15 000...25 000 К, что в 3...4 раза выше, чем для N2 и Н2 (Тпл = = 5000...7000 К). Подходящим газом для стабилизации дуги может быть азот (или воздух, содержащий до 78% азота), так как его энтальпия при Т — \0 000 К в 5 раз больше энтальпии аргона и, кроме того, азот значительно дешевле.

Электропечи классифицируют по способу преобразования электрической энергии в тепловую. Различают электронно-лучевые, дуговые, индукционные и электропечи сопротивления. По конструктивным особенностям печи делят на шахтные, туннельные, тигельные, муфельные, трубчатые, вращающиеся, ванные и др. По производственным признакам различают печи плавильные, на-

Электропечи обладают существенными преимуществами по сравнению с топливными печами: обеспечивают большие скорости нагрева и высокую производительность, легкость и точность регулирования теплового режима, возможность нагрева отдельных участков изделия, легкость герметизации и возможность нагрева в вакууме, лучшие условия труда, более высокий КПД (отсутствуют потери с уходящими газами). Основным недостатком таких печей является большая стоимость электроэнергии по сравнению со стоимостью топлива. Условия теплообмена в рабочем пространстве электропечей определяются способом преобразования электрической энергии в тепловую.

Пьезоэлектрический преобразователь—• устройство, предназначенное для преобразования электрической (акустической) энергии в акустическую (электрическую). Принцип работы преобразователя основан на использовании пьезоэлектрического эффекта.

является коэффициентом электромеханической связи, характеризующим процесс преобразования электрической энергии в механическую и обратно. Это константа пьезоматериала для данного вида деформации — изменения толщины. Для кварца J5 = 0,094, Р2 = 8-10~3, поэтому третьим членом можно пренебречь ввиду его малости по сравнению с первым. Для ЦТС-19 Р = 0,4; р2 = = 0,16, т. е. третий член играет заметную роль. Он определяет вторичное отрицательное действие пьезоэффекта, поскольку ослабляет прямое воздействие электрического генератора и связь напряжение — деформация.

с помощью электронагрева; допустим, что КПД преобразования теплоты в электрическую энергию на электростанции равен 38 %, а КПД преобразования электрической энергии в теплоту в домашнем водонагревателе— 100%.

Блок питания предназначен для накопления или преобразования электрической энергии и передачи ее на лампы накачки. В установках импульсного излучения используются индуктивно-емкостные накопители, а также устройства, управляющие их работой и формирующие разрядные импульсы нужной периодичности. В установках непрерывного излучения для питания дуговых ламп накачки обычно используются стабилизированные источники питания постоянного тока.

Конструктивные параметры магнитостриктора / и S определяют не только эффективность преобразования электрической энергии в механическую, но и его рабочую частоту. Площадь определяют из условия получения необходимой мощности излучения и прохождения магнитного потока, а длину I — по рабочей частоте. Область рабочих частот МСВ — от единиц до нескольких десятков кГц.

Электродвигателем называется вращающаяся электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую.

Электродвигатель — вращающаяся влектрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую.

ность экономической передачи электрической энергии по проводам. Следует отметить простоту преобразования электрической энергии в другие виды энергии: световую; механическую для вращения станков, насосов, компрессоров, вентиляторов; химическую в процессах электролиза; тепловую в электрических печах в промышленности и в бытовых нагревательных приборах и т. д. Положительной особенностью электрической энергии является удобство регулирования и автоматизации процессов, связанных с ее применением.

Эти изменения напряженности поля, вызванные движением конденсатора в системе /С', не являются характерными только для плоского конденсатора. Рассмотрение других случаев (которое является более сложным и которого поэтому мы здесь не приводим) показывает, что всегда, когда в системе К существует только электрическое поле с компонентами Ех, Еу, Е„, компоненты этого электрического поля в системе /С' выражаются формулами (9.60) — (9.62). Следовательно, эти формулы выражают преобразования электрического поля при переходе от системы К к системе К' , если в системе /С существует только электрическое поле. Если же в системе К существует также магнитное поле, то при переходе к системе К' появляются, как мы видели (§ 57), добавочные электрические поля и формулы преобразования приобретают более сложный вид (они будут приведены позднее)Г.

формулам (2.37) и (2.38). В п. 1.5.1 указаны коэффициенты преобразования электрического сигнала в акустический и обратно для амплитуд сигналов, которые пригодны также для вычисления электрического эквивалента структурных помех. Однако при контактном способе контроля необходимо учитывать особенности прохождения импульсов структурных помех через тонкий слой.

преобразования электрического сигнала в акустический и обратно) для рассмотренного ранее случая отсутствия промежуточных слоев и включения по схеме, приведенной на рис. 1.38, г, электрического контура с резонансной частотой, совпадающей с антирезонансом пьезопластины. Напряжение на усилитель снимают с активного сопротивления Ra. Введем акустическую добротность колебаний пьезопластины Qa = jt^/12 (г + г0)1. Для частоты <о — со„ = юа получим

Для применения УЗСП-метода необходимо выполнение ряда требований как к преобразователям, так и к электронной аппаратуре: широкополосность преобразования электрического сигнала в акустический и обратно, широкополосность приемного тракта, проведение спектрального анализа отраженных от дефектов сигналов. В качестве широкополосных преобразователей используют осесимметричные преобразователи переменной толщины (см. подразд. 2.2). В табл. 5.9 даны основные технические характеристики разработанной аппаратуры. С помощью этой аппаратуры можно распознавать тип дефекта по трехклассовой системе, используемой в теории прочности. В табл. 5,10 приведены границы каждого класса, соответствующие им коэффициенты формы и концентрации напряжений реальных дефектов сварных соединений.

где си — множитель преобразования электрического поля. Соотношение (4.16) можно представить так:

/ — лазер; 2 — телескопическая система; 3 — поворотное зеркало; 4 — объект измерения; 5 — объектив; 6 — ограничивающий экран; 7 — вращающееся зеркало; S — входная щель ФЭУ; 9 — светофильтр; 10 — ФЭУ; 11 — блок усиления и преобразования электрического сигнала; 12 — логическая схема; 13 —• частотомер; 14, 15 — блоки питания

Выходной сигнал прибора после необходимого преобразования может использоваться в качестве сигнала, управляющего параметрами технологического процесса, что позволит повысить эффективность производства изделий с заданными геометрическими размерами. В случае необходимости получения результата измерения в абсолютных единицах в устройство должен быть введен электронный блок, осуществляющий соответствующие преобразования электрического сигнала. При этом удобнее иметь выходной сигнал в аналоговом виде и использовать в качестве регистрирующего прибора цифровой вольтметр.

Не менее важные вопросы преобразования электрического сигнала от неуравновешенности уже освещались в литературе [1 ], [3], [4]. Им же посвящена статья Т. П. Козлянинова настоящего сборника (см. стр. 343). Поэтому подобные вопросы в данной статье рассматриваться не будут. Также не будут рассматриваться вопросы дальнейшего преобразования информации в счетно-решающих устройствах для выработки сигналов управления устройством./?ссраняющего неуравновешенность.

Различают БПС прямого и следящего преобразования электрического сигнала в движение органа записи. В приборах первого вида регистрируемый сигнал после усиления воздействует на измерительный механизм. В приборах второго вида реги-

ние уравнений приведен в п. 2; другой пример см. т. 1, с. 54. В ряде случаев, например при рассмотрении преобразования электрического сигнала в механический, уравнения Лагранжа—Максвелла можно линеаризовать. Получающиеся линейные уравнения приведены в п. 3. Последующие разделы главы посвящены описанию достаточно общих случаев, когда динамика электромеханических систем может быть изучена с помощью методов нелинейной механики. В шт. 4—5 указаны свойства систем, подверженных действию постоянных ЭДС. Относящаяся к этому теория систем с прерывателем сыграла значительную роль в развитии теории нелинейных колебаний и позволила исследовать динамику многочисленных технических устройств: магнитный камертон, различные вибровозбудители и т.д. Ряд технических приложений, в частности, к расчету электромагнитных вибровозбуднтелей переменного тока имеет случай, когда сторонние ЭДС периодические, а активные сопротивления электрических цепей малы по сравнению с индуктивными. Процедура исследования таких систем методом Пуанкаре описана в п. 6, приложение результатов к задаче о колебаниях под действием электромагнита изложено в п. 7. Другой случай, когда уравнения Лагранжа—Максвелла содержат малый параметр, составляют системы с высокой частотой питания и большой механической инерционностью. Этот случай, рассмотренный в п. 8, охватывает, в частности, устройства для ориентирования деталей переменным во времени магнитным полем.

Требование, чтобы система описывалась линейными уравнениями, предъявляется к устройствам для преобразования электрического сигнала в механический или мг-ханического в электрический. Но для силовых устройств (электрических машин, вибраторов и т. Д.) это требование обычно не обязательно. Поэтому их динамику следует изучать с помощью методов нелинейной механики.