"Электротехнические средства инженерного вооружения (с основными сведениями по электротехнике). Пособие для военно-инженерных училищ Красной Армии. Второе, исправленное и дополненное издание" - читать интересную книгу автора (Балуев В.)

I
ная прослойка - диэлектриком конденсатора; это обычно стекло, слюда, парафин или даже лист бумаги. Иногда одну из обкладок конденсатора соединяют с землей, что ведет к значительному увеличению емкости конденсатора, так как при этом свободные одноименные заряды в этой обкладке уходят в землю, не влияя на заряды второй обкладки.
Необходимо отметить, что сближать обкладки конденсатора можно лишь до определенного предела, так как иначе может произойти пробивание воздушного слоя искрой при соединении положительного и отрицательного зарядов обкладок конденсатора.
Как показывают опыты, "емкость конденсатора зависит от величины поверхности обкладок, от расстояния между обкладками и свойств диэлектрика.
Еще не так давно конденсаторы представляли чисто теоретический интерес; в настоящее же время, в связи с развитием радиотехники, эти приборы имеют громадное распространение и изготовляются весьма разнообразных конструкций. Наиболее употребительные из них: плоский конденсатор с постоянной емкостью (рис. 29) И К О н д е Н- Рис. 31. Конденсатор переменной емкости: сатор переменной емкости (рис. 31). На рис. 30 изображен конденсатор, собранный из станиолевых листков, проложенных слюдяными прокладками. Подобные конденсаторы постоянной емкости называются также слюдяными конденсаторами. В конденсаторах переменной емкости (рис. 31), как показывает само название, емкость может изменяться за счет увеличения или уменьшения поверхности обкладок конденсатора. В конденсаторах переменной емкости одна из обкладок (/) делается неподвижной, а вторая (2) подвижной. При помощи ручки (3) можно отвести обкладки одну от другой или, наоборот, полностью совместить их поверхности, - в этом случае емкость конденсатора будет изменяться от минимальной до максимальной величины.
7. Разряд атмосферного электричества и молниеотводы
(громоотводы)
Разобранные нами выше основные законы электростатики нашли свое практическое применение при изучении электрических явлений, происходящих в атмосфере. Запуская во время грозы в облака обыкновенный змей, американский ученый Франклин после намокания веревки (на которой пускался змей) и присоединения ее к изо-
29
\
/
1 - неподвижные алюминиевые пластины;
2 - подвижные алюминиевые пластины; 3 -
ручка
лированному металлическому шару извлекал из последнего большие искры, сопровождавшиеся сильным треском. Воздух, окружающий земной шар, и облака всегда несут на себе заряды электричества. Если два облака, заряженные разноименным электричеством, приблизятся на такое расстояние, что разность потенциалов на них окажется достаточной, чтобы пробить слой воздуха между облаками, то разноименные электрические заряды соединяются в виде большой искры-молнии,, сопровождаемой треском - громом (грозовой разряд). Хотя искра и треск происходят? одновременно, но мы видим сначала молнию, а затем слышим гром; это объясняется тем, что скорость распространения света (искры)- 300 000 км в секунду, а звука (гром) - 340 м в секунду.
Грозовой разряд может произойти не только между двумя облаками, но и между облаками и находящимися на земле предметами или сооружениями, особенно одиноко стоящими или возвышающимися над другими (фабричные трубы, деревья, склады и пр.). Это явление объясняется электростатической индукцией: заряженное облако, проходя низко над земной поверхностью, индуктирует в наземных сооружениях электричество противоположных знаков, причем разноименные заряды собираются на ближайших к облаку поверхностях. При достаточно близких для данной разности потенциалов расстояниях происходит грозовой разряд, сопровождающийся иногда большими повреждениями наземных предметов (разрушения, пожары, несчастные случаи с людьми).
Для предохранения зданий, судов, электрических установок и пр. от разрушительного-действия молнии применяются особые приспо-Рис, 32. Схема стержне- собления, называемые молниеотводами вого молниеотвода (громоотводами) (рис. 32). Следует сразу же заметить, что название "громоотвод"
условное, ибо он не отводит грома, так как гром, как указано выше,- треск, сопровождающий грозовой разряд и получающийся вследствие колебания воздуха благодаря быстрому расширению его от нагревания искрой, а затем охлаждению. Действие молниеотвода основано на свойстве металлических остроконечий извлекать электричество из наэлектризованных предметов, в сторону которых эти остроконечия направлены.
Молниеотвод для защиты зданий состоит из следующих основных частей: приемник, токоотводный провод, идущий вдоль здания, и заземление. Приемник состоит из металлического шеста, обычно с медным острием, устанавливаемого в наиболее уязвимых для грозового удара частях зданий. Назначение приемника состоит в том,
30
чтобы направить разряд по токоотводу, а не по зданию. Токо-отводные провода, проложенные вдоль здания, соединяют приемнию с заземляющими проводниками, а также со всеми металлическими-частями здания (железная крыша, железные лестницы, газо-, водо-и теплопроводы) для предупреждения перескакивания искр на эти металлические массы. Заземляющие провода предназначаются для; передачи электрического заряда облака в землю. Заземляющий провод присоединяется в земле ниже уровня грунтовых вод к медной пластинке. Хорошими заземлениями служат также подземные трубы, газо- и водопроводы. Заземление является наиболее ответственной частью молниеотвода: в случае неисправности заземления "громоотвод" может принести вместо пользы вред, так как плохой "громоотвод" явится "громоприводом" и в случае неправильного заземления грозовой заряд, "притянутый" приемником "громоотвода", ударит в здание, находя для себя путь наименьшего сопротивления.
Простейшая конструкция молниеотвода изображена на рис. 32. Иногда молниеотводы делаются в виде железной сетки, покрывающей здание. Обычно молниеотводы этого типа устанавливаются на зданиях для хранения взрывчатых веществ, требующих особо надежной защиты от молнии. При устройстве и эксплоатации молниеотводов следует обратить внимание на следующее: 1) все части, молниеотвода должны быть хорошо соединены механически и электрически; 2) должно быть обеспечено надежное заземление; 3) молниеотвод должен быть механически защищен от поломки.
Электроны
ГЛАВА II ЭЛЕКТРОДИНАМИКА
8. Электрический ток и его проявления
В главе I говорилось о том, что существует два вида электричества: положительное и отрицательное. Нормально все "частицы любого вещества содержат одинаковые величины положительных и отрицательных электрических зарядов, которые уравновешивают друг друга.
Современные понятия об электрических явлениях основываются на электронной теории строения материи. Все существующие в природе тела состоят из молекул, которые в свою очередь состоят из атомов. Атом (рис. 33) состоит из протонов и электронов. Проводники электричества всегда обладают некоторым количеством свободных электронов. Непроводники- изоляторы - не имеют свободных электронов. Свободные электроны участвуют в хаотическом тепловом движении атомов,
не проявляя этого движения никакими внешними явлениями. Однако можно заставить все свободные электроны двигаться в определенном направлении. Такое единообразное упорядоченное движение электронов вдоль проводников и называется электрическим током. Сила, которая сообщает электронам движение в определенном направлении, называется электродвижущей силой (э.д.с.). Упорядоченное движение электронов вдоль проводников может возникнуть в результате работы особых электрических машин, которые называются электрическими генераторами.
Необходимо отметить, что источники э. д. с. не являются источниками электричества а служат исключительно для того, чтобы привести в движение электроны, уже имеющиеся в проводниках.
32
Рис. 33. Схема строения атома кислорода
Одни из электрических генераторов создают э. д. с., преобразуя механическую энергию в электрическую (электрические машины), другие - за счет химической энергии (элементы и аккумуляторы) *-и, наконец, третьи - термическим путем (термопары). Если спаять две пластинки из различных металлов, например железа и меди, и свободные концы их присоединить к чувствительному электрическому измерительному прибору, то при нагревании спая пластинок
Ч.
Рис. 34. Простейшая электрическая цепь:
1 - электрический генератор; 2 - лампа накаливания; 3 - провода
р ч (
Рис. 35. Электрическая цепь с рубильником:
1 -генератор; 2-приемник
(лампа); 3 - рубильник;
4 - провода
прибор отметит наличие электрического тока, идущего от меди к железу. Электрический ток получается здесь при помощи тепловой энергии.
Вся система (рис. 34), состоящая из электрического генератора (/), приемника электрической энергии (например электрическая лампа) (2) и проводов (3), через которые проходит электрический ток, называется электрической цепью. Электрическая цепь называется замкнутой, когда она не имеет перерыва, и разомкнутой, если имеется какой-либо разрыв, например в проводах.
,мг
Рис. 86. Выключатель:
1 - поворачивающаяся ручка; 2 - контакты
Чтобы иметь возможность управлять приемниками электрической энергии, необходимо размыкать и замыкать электрическую цепь, для чего употребляются так называемые выключатели или рубильники (рис.35).
Выключателем (рис. 36) называется прибор, служащий для включения или выключения электрического тока с помощью поворачивающейся ручки (7). Если выключатель имеет добавочные контакты, дающие возможность выключить и включить электрический
1 Устройство и принцип работы различных электрических генераторов будут рассмотрены ниже, в главах III, XI и XII.
3 Электротехнические средства
33