Распределения электронов

го из листовой трансформаторной стали, и одной (см. Автотрансформатор] или неск. изолированных обмоток, охватываемых общим магн. потоком. Преобразуемый ток подаётся в первичную обмотку; возникающий при этом в сердечнике перем. магн. поток наводит во вторичной обмотке эдс взаимоиндукции. Отношение напряжений в обмотках равно отношению числа витков в них. В соответствии с видом преобразуемого тока различают одно- и трёхфазные Т.э. Осн. типы Т.э.: силовые - для передачи и распределения электроэнергии; силовые спец. назначения (электросварочные, для выпрямит, установок и т.д.); измерительные трансформаторы; трансформаторы высоковольтные испытательные', импульсные трансформаторы. Мощность - от долей В-Адо сотен МВ-А.

электрическая подстанция для повышения или понижения напряжения перем. тока и распределения электроэнергии между потребителями. В состав Т.п. входят трансформаторы, автотрансформаторы, распределительные устройства, аппаратура релейной защиты, устройства автома-тич. управления и др. Различают Т.п. понизительные, на к-рых высшее напряжение от электростанции или электроэнергетич. системы преобразуется в низшее напряжение одного или двух номиналов, и повыситель-ные, на к-рых генераторное (низшее) напряжение преобразуется в более высокое для передачи в электроэнергетич. систему. Повысит. Т.п. обычно устанавливаются на электростанциях, понизительные - в местах потребления электрич. энергии.

ТЯГОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ - электро-установка, предназнач. для трансформации, преобразования и распределения электроэнергии, используемой на электрифицированных ж.д., путях пром. транспорта, трамвайных и троллейбусных линиях, в метрополитене. Т.п. магистральных ж.д. и путей пром. транспорта, работающих на перем. токе пром. частоты, выполняются в виде трансформаторных подстанций и служат для понижения напряжения трёхфазного тока, получаемого от энергосистемы, до необходимого для работы подвижного состава - 27,5 кВ на ж.д. и

электроэнергетике — предназначено для приёма и распределения электроэнергии одного напряжения. Включает электрич. аппараты, устройства защиты и автоматики, измерит, приборы, сборные и соединит, шины и вспомогат. устройства. Оборудование одной цепи Р. у. конструктивно выделяется в отд. ячейку. Р. у. напряжением до 35 кВ обычно размещается в помещении (закрытое Р. у.—ЗРУ), при напряжениях 35 кВ и выше — на открытом воздухе (открытое Р. у.— ОРУ).

ТРАНСФОРМАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — электромагнитное устройство (аппарат), преобразующее перем. ток одного напряжения в перем. ток другого напряжения (при неизменной частоте). Состоит из магнитопровода, набранного из листовой трансформаторной стали, и изолиров. обмоток, охватываемых общим магнитным потоком. Т. э. бывают одно- (см. Автотрансформатор) и многообмоточные. В соответствии с видом преобразуемого тока различают одно- и 3-фазные Т. э. Осн. типы Т. э.: силовые — для передачи и распределения электроэнергии; силовые спец. назначения (печные, электросварочные, для выпрямит, установок и т. д.); измерительные трансформаторы; 'трансформаторы высоковольтные испытательные; импульсные трансформаторы малой мощности, применяемые в электронной технике. Мощность — от долей В-А

ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ — электрич. подстанция для повышения или понижения напряжения перем. тока и распределения электроэнергии между потребителями. В состав Т. п. входят трансформаторы (2-обмоточные и 3-обмо-точные), автотрансформаторы (обычно 3-фазные), распределит, устройства, аппаратура защиты, автоматики и др. вспомогат. оборудование. Различают Т. п. понижающие, на к-рых высшее напряжение от электростанции или энергосистемы преобразуется в низшее напряжение одного или двух номиналов, и повышающие, на к-рых генераторное (низшее) напряжение преобразуется в более высокое для передачи в энергосистему. Понижающая Т. п. может снабжать электроэнергией р-н (районная подстанция) или отд. пр-тия, посёлки и др. (местная подстанция). По конструктивному выполнению различают открытые (вне здания), закрытые (в помещении) и передвижные Т. п.; широко применяются комплектные Т. п. (открытые и закрытые), в к-рых всё оборудование размещено в металлич. каркасах или шкафах.

Средняя периодичность капитальных ремонтов систематически увеличивается. В 1978 г. для всех блоков 150—300 МВт средняя периодичность капитальных ремонтов составляла 1 раз в 3,6 года, а в 1980 г.—3,9 года. На эксплуатации и ремонтах электростанций и сетей Минэнерго СССР в 1980 г. было занято около 500 тыс. чел. С повышением мощности отдельных электростанций и энергетических блоков, с внедрением систем автоматизированного управления процессом производства и распределения электроэнергии и тепла с организацией и широким применением централизованного ремонта оборудования за истекшие годы снизилась удельная численность промышленно-производственного персонала:

Рис. 9. Схема распределения электроэнергии с подключением двух радиальных или двух магистральных линий под один выключатель

Структура себестоимости распределения электроэнергии, получаемой от энергосистемы, по цехам крупного завода

Фиг. 9. Типовые схемы распределения электроэнергии (первичное напряжение).

Таблица 10 Схемы распределения электроэнергии (первичное напряжение)

Черта над произведением vQea означает, что берется среднее значение этого произведения с учетом распределения электронов по скоростям и зависимости Qea от ve. Из формулы (2.42) видно, что электропроводность слабо ионизированной плазмы попорци-ональна степени ионизации пе/п0. Поэтому Y должна быть мала из-за недостатка в носителях тока. Она в десятки тысяч раз меньше электропроводности меди.

Рис. 2.21. Сопоставление потенциаль-ного барьера с кривой распределения электронов по энергиям. Масштаб «хвоста» распределения Ферми вытя-нут ПО вертикали

При низких температурах термоэлектронная эмиссия неизмеримо мала, отсюда следует, что для всех металлов шаЗ>ш/. Это видно на рис. 2.21 слева, где дана кривая F(w) распределения электронов по энергиям при 7*^=0 К. Напомним, что w; — энергия Ферми. Энергией, достаточной для эмиссии, обладают только электроны, число которых изображается небольшой площадью выше уровня wa (заштрихованный участок). Таких электронов будет ничтожно мало при достаточно большом значении разности Wa — Wf и не очень высокой температуре.

Выдающийся русский ученый Д.И. Менделеев открыл универсальный закон природы, сформулированный им следующим образом «Свойства простых тел (т.е. элементов), а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов». Это позволило создать периодическую систему элементов (рисунок 3.27), в которой через определенные периоды повторяются сходные по свойствам элементы. Несмотря на то, что во времена Д.И. Менделеева строение атома еще не было известно, он смог предсказать свойства новых еще не открытых элементов. В последствии физики показали наличие связи между периодическим законом Менделеева и законом распределения электронов по орбитам элементов.

Силы межатомной связи в кристаллах в значительной мере зависят от распределения электронов в кристалле (электронной плотности), обусловливая определенный тип химической связи. Они определяют устойчивость кристаллической решетки и ее свойства. Для анализа ее устойчивости выделим в деформируемом теле локальный объем (кластер) и рассмотрим его сопротивление сдвигу и отрыву. Кластер сохраняет устойчивость к деформации вплоть до достижения относительной продольной деформации сдвига Тщ/Бц,, связанной с относительным критическим напряжением сдвига тс=тс/ос. Оно может быть выражено через отношение критических плотностей энергии сдвига (Wa) и растяжения (Wv), затраченных на изменение (Wv) и восстановление (Wa) деформируемого объема, на основе соотношений:

Если атомы ферромагнетика составляют кристаллическую решетку, то картина распределения электронов в 3d и 4s оболочках изменяется, и магнитный момент, приходящийся на один атом, уменьшается. В кристаллической решетке электроны оболочек 3d и 4s имеют склонность к переходу от одного атома к другому. Если усреднить во времени число нескомпенсированных спиновых моментов, приходящихся на один атом в кристаллической решетке, то оно окажется меньшим, чем для изолированного атома. Так, для железа магнитный момент атома в кристаллической решетке равен 2,2/%, для кобальта - 1,7дви для никеля - 0,6дв-

ФОТОПРОВОДИМОСТЬ, фоторези-стивный эффект,- увеличение электрич. проводимости в-ва под действием света. Ф. - следствие изменения распределения электронов в ПП (см. Зонная теория], к-рое вызывается поглощением оптич. излучения. Различают концентрационную Ф., связанную с тем, что при облучении увеличивается концентрация носителей тока (электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне); подвижностную Ф., связанную с изменением подвижности носителей тока в ПП при индуцируемых облучением внутризонных переходах электронов проводимости и дырок. На явлении Ф. осн. действие фо торезис торов.

Если атомы ферромагнетика составляют кристаллическую решетку, то картина распределения электронов в 3 d и 4s оболочках изменяется, и магнитный момент, приходящийся на один атом, уменьшается. В кристаллической решетке электроны оболочек 3d и 4s имеют склонность к переходу от одного атома к другому. Если усреднить во времени число нескомпенсированных спиновых моментов, приходящихся на один атом в кристаллической решетке, то оно окажется меньшим, чем для изолированного атома. Так, для железа магнитный момент атома в кристаллической решетке равен 2,2/zb, для кобальта - 1,7^Б и для никеля - 0,6дБ.

ФОТОПРОВОДИМОСТЬ — изменение электрич. проводимости веществ под действием электромагнитного излучения. Ф.— следствие изменения распределения электронов в ПП или диэлектрике (см. Зонная теория), к-рое вызывается поглощением электромагнитного излучения. Различают концентрационную Ф., связанную с тем, что при облучении увеличивается концентрация носителей тока (электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне); подвижностную Ф., связанную с изменением подвижности носителей тока в ПП при индуцируемых облучением внутри-зонных переходах электронов проводимости и дырок. На явлении Ф. осн. действие фоторезисторов.

Зная функцию распределения электронов по энергиям (3.95) можно определить среднюю энергию электронов при абсолютном нуле. Расчет показывает, что

практически не затронутыми. На рис. 3.16, б показаны кривые равновесного распределения электронов по состояниям при Т = О К и при Т >0 К. Из рисунка видно, что повышение температуры вызывает размытие ступеньки фермиевскрго распределения на глубину порядка kT и появление «хвоста» распределения АВ, представляющего собой не что иное, как максвелловскую функцию распределения. Чем выше температура, тем сильнее размытие фермиевско-го распределения и длиннее хвост максвелловского распределения. Произведем приближенную оценку числа возбужденных электронов AN. В интервале энергий от 0 до ц, располагается N12 уровней, где ./V — число свободных электронов. Упрощая задачу, будем считать, что эти уровни отстоят друг от друга на одинаковом расстоянии Д? = 2 n/N, Термическому возбуждению подвергаются электроны полосы f&kT, расположенной ниже уровня Ферми (рис. 3.16, я). В этой полосе размещается &7УДЯ = NkT/2\n уровней, на которых располагается NkTl\a электронов. Полагая, что за уровень Ферми переходит половина из них, получаем следующее выражение для АЛ/: