Военно-техническая подготовка

1.1. Элементы электрических цепей

1.1.1. Сопротивление.

Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождениюэлектрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему.

Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от свойств вещества проводника, его длины, сечения и вычисляется по формуле:

,

где ρ — удельное сопротивление вещества проводника, Ом·м;

l — длина проводника, м;

S — площадь сечения, м².

Сопротивление однородного проводника также зависит от температуры.

Удельное сопротивление — скалярная физическая величина, численно равная сопротивлению однородного цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади сечения.

Единица измерения электрического сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом.1 Ом равен электрическому сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе постоянного тока 1 ампер.

1.1.2. Емкость.

Емкость конденсатора — называется постоянная величина, измеряемая отношением заряда одной из обкладок к приложенному напряжению. Таким образом, емкость вычисляется по формуле:

,

где Q — заряд на обкладке, Кл.

U — приложенное напряжение, В.

Единица измерения электрической ёмкости в Международной системе единиц (СИ) — фарад. 1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт.

1.1.3. Индуктивность.

Индуктивность (или коэффициент самоиндукции ) — коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность, краем которой является этот контур.

В формуле:

,

Где Ф — магнитный поток, Вб;

I — ток в контуре, А.

В системе единиц СИ индуктивность измеряется в генри, сокращённо «Гн». Контур обладает индуктивностью в один генри, если при изменении тока на один ампер в секунду на выводах контура будет возникать напряжение в один вольт.

15.Закон Ома для переменного тока

Протекающий по обмотке переменный ток создает магнитный поток. Этот магнитный поток точно так же, как и ток, изменяет свою силу и направление. При изменении магнитного потока по закону индукции в обмотке создается ЭДС (электродвижущая сила). Направление ЭДС противоположно полярности подаваемого напряжения. Это явление называется самоиндукцией.

Самоиндукция в цепи переменного тока частично проявляется в сдвиге по фазе между током и напряжением и частично — в падении индуктивного напряжения. Сопротивление цепи переменного тока становится значительно выше рассчитанного или измеренного сопротивления этой же цепи постоянному току.

Сдвиг по фазе между током и напряжением обозначается углом φ. Индуктивное сопротивление (реактивное) обозначается X, активное сопротивление — R, кажущееся сопротивление цепи или проводника — Z. Полное сопротивление (импеданс) вычисляется по формуле:

Где: Z — полное сопротивление, Ом R — активное сопротивление, Ом

Закон Ома для цепи переменного тока :

U=I*Z

где:

U — напряжение или разность потенциалов,

I — сила тока,

Z = Re−iδ — комплексное сопротивление (импеданс),

R = (Ra2 + Rr2)1/2 — полное сопротивление,

Rr = ωL − 1/(ωC) — реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного),

Rа — активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты,

δ = − arctg (Rr/Ra) — сдвиг фаз между напряжением и силой тока.

Реактивное сопротивление – это сопротивление катушек индуктивности (дросселей) и конденсаторов. Величина реактивного сопротивления уже зависит от частоты тока. Так на постоянном токе реактивное сопротивление конденсатора устремляется к бесконечности, а дросселя наоборот – к нулю (без учета активной составляющей сопротивления провода).

С изменением частоты тока электрическое сопротивление конденсатора изменяется, по закону:

Xc = 1/2pfC2

где Xc – сопротивление, Ом; f – частота, Гц; С – емкость, Ф.

Электрическое сопротивление конденсатора переменному току можно измерить. Зная сопротивление и частоту тока, легко по формуле вычислить емкость. Кроме того, если в электрической цепи стоит конденсатор происходит сдвиг фаз напряжения и тока. Причем ток опережает напряжение на величину 90°.

Реактивное сопротивление катушки индуктивности с увеличением частоты возрастает:

XL = 2pfL

где XL – сопротивление катушки, Ом; f – частота, Гц; L – индуктивность, Гн.

Индуктивность дросселя легко вычисляется по известному сопротивлению и заданной частоте тока. При этом фазы напряжения и тока на катушке индуктивности сдвигаются относительно друг друга, и теперь ток отстает от напряжения на 90°.

Для измерения реактивного сопротивления емкости и индуктивности потребуется, прежде всего, переменный ток синусоидальной формы. С задачей программного генератора с легкостью может справиться звуковая плата компьютера. Другая проблема – определение величины электрического сопротивления измеряемого элемента. Но оказывается и эту задачу можно решить программным путем, с помощью той же звуковой платы, не прибегая к специальным аналого-цифровым преобразователям

16.полное сопротивление импеданс — полное электрическое сопротивление цепи переменному току.

Абсолютная величина (модуль) электрического импеданса определяется выражением

Полная цепь переменного тока — это цепь из генератора, а также R, C, и L

элементов, взятых в разных сочетаниях и количествах.

Для разбора проходящих в электрических цепях процессов используют полные

последовательные и параллельные цепи.

Последовательная цепь — это такая цепь, где все элементы могут быть

соединены последовательно, один за другим.

В параллельной цепи R, C, L элементы соединены параллельно.

Особенности полной цепи:

1.Соблюдается закон Ома

2.Полная цепь оказывает переменному току сопротивление. Это сопротивление

называется полным (мнимым, кажущимся) или импедансом.

3.Импеданс зависит от сопротивления всех элементов цепи, обозначается Z и

вычисляется не простым, а геометрическим (векторным) суммированием. Для

последовательно соединенных элементов формула импеданса имеет следующее

значение:

здесь:

Z — импеданс последовательной цепи,

R — активное сопротивление,

XL – индуктивное и XC – ёмкостное сопротивление,

L — индуктивность катушки (генри),

C — ёмкость конденсатора (фарад).

импеданс изменяется с изменением частоты

тока, на котором проводится измерение: при увеличении частоты реактивная составляющая импеданса уменьшается. Зависимость импеданса от частоты тока называется дисперсией импеданса.

Изменение импеданса с частотой обусловлено также зависимостью поляризации от периода Т переменного тока. Если время, в течение которого

электрическое поле направлено в одну сторону (Т/2), больше времени релаксации τ какого-либо вида поляризации, то поляризация достигает своего наибольшего значения, и до тех пор, пока T/2>τ, эффективная диэлектрическая проницаемость и проводимость объекта не будут изменяться с частотой. Если же при увеличении частоты полупериод T/2 переменного тока становится меньше времени релаксации, то поляризация не успевает достигнуть своего максимального значения. После этого диэлектрическая проницаемость начинает

уменьшаться с частотой, а проводимость — возрастать.

Сопротивление листа и расчет удельного сопротивления или толщины по отношению к полупроводниковым приложениям

Приборы на основе четырехточечного датчика используют давно зарекомендовавшую себя технику для измерения среднего сопротивления тонкого слоя или листа путем пропускания тока через две внешние точки датчика и измерения напряжение на внутренних двух точках.

Если расстояние между точками датчика постоянное, а толщина проводящей пленки составляет менее 40 % расстояния, а края пленки более чем в 4 раза превышают расстояние от точки измерения, среднее сопротивление сопротивление пленки или листа определяется по формуле:

Rs = 4,53 x V/I

Толщина пленки (в см) и ее удельное сопротивление (в Ом·см) связаны с Rs соотношением:

Rs = удельное сопротивление/толщина

Поэтому рассчитать удельное сопротивление, если известна толщина пленки, или можно рассчитать толщину, если известно удельное сопротивление.

Глоссарий терминов

Ом на квадрат: Единица измерения сопротивления тонкой пленки материала с использованием метода четырехточечного датчика. Оно равно сопротивлению между двумя электродами на противоположных сторонах теоретического квадрата. Размер квадрата не имеет значения.

Подробнее читайте здесь, в Википедии: http://en. wikipedia.org/wiki/Sheet_resistance

Ом-сантиметр (Ом-см): Единица измерения при измерении объемного или объемного удельного сопротивления толстых или однородных материалов. таких как голые кремниевые пластины или кремниевые слитки, с использованием метода четырехточечного датчика.

В. Является ли листовое сопротивление «внутренним» свойством материала или оно зависит от толщины?

УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ – это неотъемлемое свойство материала, которое придает ему электрическое сопротивление. Иногда его называют удельным сопротивлением. Сопротивление листа — это сопротивление тонкого листа материала, которое при умножении на толщину (в см) дает значение удельного сопротивления.

В. Как преобразовать омы на квадрат в омы на сантиметр?

Термин Ом-см (Ом-сантиметр) относится к измерению «объемного» или «объемного» удельного сопротивления полупроводникового материала. Ом-см используется для измерения проводимости трехмерного материала, такого как слиток кремния или толстый слой материала. Термин «Ом на квадрат» используется при измерении поверхностного сопротивления, т. е. значения сопротивления тонкого слоя полупроводникового материала.

Для расчета Ом-см с помощью четырехточечного датчика необходимо знать толщину пластины (если это однородная пластина) или толщину измеряемого верхнего слоя, чтобы можно было рассчитать Ом-см. Метод четырехточечного датчика используется для измерения одного слоя или одного однородного материала. При измерении образца с двумя или более проводящими слоями результатом будет какое-то бессмысленное среднее значение всех подключенных проводников.

Как упоминалось выше, поскольку метод четырехточечного датчика не измеряет напрямую толщину тонких пленок, если известны две из следующих трех характеристик для данного образца, четырехточечный датчик можно использовать для определения третьей характеристики: 1 ) объемное удельное сопротивление в ом-см, 2) поверхностное сопротивление в омах на квадрат, 3) толщина образца. Подробнее об этом можно узнать здесь: https://four-point-probes. com/understanding-volume-resistivity-measurements/

Уравнения для расчета объемного удельного сопротивления отличаются от тех, которые используются для расчета поверхностного сопротивления, однако, если уже известно поверхностное сопротивление, объемное сопротивление можно рассчитать путем умножения поверхностного сопротивления в Ом на квадрат на толщину материала. в сантиметрах.

В. В какой момент вы прекращаете умножать сопротивление листа на толщину в сантиметрах, чтобы получить Ом-см?

Когда толщина превышает 0,1 расстояния между двумя иглами – после этого листовое сопротивление не применяется. Таким образом, 0,1 мм для головки зонда с расстоянием между иглами 1 мм. Однако из-за поправок допустимо значение до 0,3 мм.

Если толщина равна или превышает пятикратное расстояние между датчиками, поправочный коэффициент, применяемый к формуле удельного сопротивления (rho) = 2 x pi x s x V/I, составляет менее 0,1%. С точки зрения удельного сопротивления листа таблицы поправочных коэффициентов начинаются с отношения толщины к расстоянию между зондами, равного 0,3, где поправочный коэффициент равен единице, до отношения 2, где поправочный коэффициент составляет x0,6337.

Я ожидаю, что эти таблицы могут быть расширены до большего соотношения, но очевидно, что толщина от 2-кратного интервала до 5-кратного интервала — это что-то вроде ничейной земли, но если предположить, что ситуация там «массовая». — поправочные коэффициенты, охватывающие отношение толщины к расстоянию от 10 до 0,4, где поправочный коэффициент составляет x0,288.

Подробнее: Взаимосвязь между поверхностным сопротивлением (Ом на квадрат), толщиной пленки и объемным удельным сопротивлением (Ом-см)

Подробнее читайте здесь, в Википедии: http://en.wikipedia.org/wiki / Удельное сопротивление

---

Четырехточечные датчики является подразделением Bridge Technology. Чтобы запросить дополнительную информацию, позвоните в компанию Bridge Technology по телефону (480) 219-9007 или отправьте электронное письмо компании Joshua Bridge по адресу: [email protected]

Как рассчитать сопротивление буксировке и эвакуации

Во второй части этой серии статей, состоящей из пяти частей, мы повторяем подход WreckMaster к повышению безопасности и эффективности в отрасли буксировки и эвакуации, а затем сосредоточимся на втором шаге: расчете сопротивления. Мы расскажем вам о четырех типах сопротивления, а затем покажем, как рассчитать каждое из них, чтобы вы могли вычислить общее сопротивление, необходимое для спасения пострадавшего. Давайте начнем.

 

ДИСЦИПЛИНА

Буксировка, эвакуация и управление транспортными средствами – все это по своей сути рискованные действия. WreckMaster обучает операторов буксировки и эвакуации и аварийно-спасательных служб использовать рутину, которая сводит к минимуму их риск и повышает их эффективность и результативность. Мы называем этот подход «Дисциплиной».

Дисциплина состоит из пяти этапов, каждый из которых соответствует одной из букв в слове «СЦЕНА». Практикуя их вместе, эти шаги значительно уменьшат количество опасных, неприятных, трудоемких и дорогостоящих аварий, связанных с буксировкой и восстановлением. Наша цель — успех с первого раза, каждый раз.

S СОДЕРЖАНИЕ для «Обследования»

C СОДЕРЖИВАЕТСЯ «Расчет»

E СОДЕРЖАЕТСЯ «Объяснить»

N Стенды для «NOS»

003

E  расшифровывается как «ВЫПОЛНИТЬ». На этом этапе оператор представляет себя ответственному лицу на месте происшествия, осматривает состояние пострадавшего и груза, устанавливает статические веса и оценивает окружающую среду и местность для разработки плана.

 

 

СИМВОЛ ДЛЯ РАСЧЕТА

Чтобы успешно переместить груз, вы должны приложить определенное усилие. Чтобы приложить правильное количество силы в первый раз, вам придется посчитать сопротивление. Расчет может показаться сложным, но крайне важно сделать его правильно. Неправильно рассчитайте ее, и вы можете перегрузить свой такелаж, трос и спасательное оборудование. Вы также можете переоценить способность своего грузовика выдерживать тяговое усилие.

Хорошей новостью является то, что вам не нужно заниматься математикой самостоятельно. Калькуляторы сопротивления доступны в магазине WreckMaster, Google Play и App Store.

 

Что такое сопротивление?  Сопротивление – это сила, необходимая для перемещения объекта с учетом его состояния и окружающей среды. Он записывается в процентах от перемещаемого веса, который может быть меньше или больше веса объекта, в зависимости от условий. Это связано с тем, что различные поверхностные условия, состояние груза и пострадавшего, а также рельеф местности могут увеличивать или уменьшать сопротивление. Пострадавший застрял в грязи? Вы должны переместить пострадавшего в гору? Обе эти ситуации увеличат сопротивление вашим усилиям и, таким образом, увеличат количество силы, которую вам придется применить.

 

В нашей отрасли встречаются 4 типа сопротивления.

1. СОПРОТИВЛЕНИЕ КАЧЕНИЮ
2. СОПРОТИВЛЕНИЕ БОЛЕЗНИ
3. СОПРОТИВЛЕНИЕ ГРАДИЕНТУ
4. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЯМ

 

Что такое сопротивление качению? Сопротивление качению — это сила, необходимая для перемещения катящегося объекта, например колеса. (Помните, когда вы были ребенком, когда вы спускались на велосипеде по инерции? В конце концов вы бы замедлились — и это из-за сил, которые способствуют сопротивлению качению. ) Силы, влияющие на сопротивление качению, включают деформацию колес, поверхности, катится объект, диаметр колеса, скорость и нагрузка на колесо. В индустрии буксировки мы называем транспортное средство либо «катящимся жестко», либо «мягко катящимся». Транспортное средство считается «тяжело катящимся», если оно стоит на твердой, плоской, ровной поверхности, такой как бетон, и все его шины накачаны, колеса свободно катятся, а трансмиссия находится в нейтральном положении. Требуется 5% от общего веса пострадавшего, чтобы переместить что-то, что сильно катится. Автомобиль «мягко катится», если он находится на мягкой поверхности, такой как трава или гравий. Для перемещения мягко катящегося объекта требуется больше силы — 15% от общего веса пострадавшего.

ОБЩИЙ ВЕС  x  0,05  =  СОПРОТИВЛЕНИЕ «СИЛЬНОМУ КАЧЕНИЮ»

ОБЩИЙ ВЕС  x  0,15  =   «СОПРОТИВЛЕНИЕ МЯГКОМУ КАЧЕНИЮ»

3 Что такое сопротивление?

Сопротивление болоту создается, когда колесо или груз погружаются в грязь, гравий, грязь, песок или другую мягкую поверхность. Чем глубже он утонул, тем больше силы потребуется, чтобы его сдвинуть. Если он утонул до нижней части колеса («грязь от шин»), вы добавите силу, равную 75% веса пострадавшего. Если оно утонуло до основания колесных дисков («колесная грязь»), добавьте 100% веса пострадавшего. Если он утонул по самое тело («тело трясется»), добавьте 150% веса пострадавшего.

Общий вес x 0,75 = «Tire Mire» Сопротивление

Общий вес x 1,0 = «колесный болот» Сопротивление

Всего веса x 1,5 = сопротивление? Градиентное сопротивление — это сила, создаваемая гравитацией при перемещении груза вверх или вниз по уклону. Его необходимо прибавить или вычесть из общего поверхностного сопротивления. Добавьте его, когда вы перемещаете объект в гору, и вычтите его, когда вы перемещаете объект вниз.

Общий вес x 0,25 = сопротивление при градиенте 15 °

Общий вес x 0,50 = сопротивление при градиенте 30 °

Общий вес x 0,75 = сопротивление при градиенте 45 °

9003 333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333 Что такое сопротивление урону? Сопротивление повреждениям — это сила, которая сопротивляется движению, когда катящийся объект поврежден, например, колеса не вращаются свободно или у объекта отсутствуют колеса. Сопротивление повреждениям всегда рассчитывается по одной и той же норме, независимо от состояния поверхности. Это две трети от общего веса объекта, который вы перемещаете.

ОБЩИЙ ВЕС  x  0,666  =  СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЯМ

 

Используя все приведенные выше расчеты, мы можем рассчитать общее сопротивление, необходимое для перемещения пострадавшего.

 

КАК РАСЧЕТ ОБЩЕЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

1. Рассчитайте статический вес груза. Статический вес включает все оборудование, багаж, топливо и все остальное, что может перевозить транспортное средство. Возможно, вам придется отрегулировать свой статический вес, чтобы компенсировать перенос веса, если имеется более одной поверхности, например, пострадавший увяз в грязи, а затем окажется на траве. Число переноса веса добавляется к статическому весу и рассчитывается с использованием тех же значений сопротивления градиенту, которые мы показали выше (например, умножьте статический вес на 0,25 для уклона 15°). Это скорректированное число следует использовать для расчета сопротивления поверхности и уклона на шагах 2 и 3 ниже.

2. Рассчитайте поверхностное сопротивление. Поверхностное сопротивление равно или качению или повреждению или сопротивлению грязи, в зависимости от того, какое число больше.

3. Добавьте или вычтите сопротивление градиента. Добавьте его, если вы перевозите пострадавшего в гору. Вычтите его, если вы перемещаете пострадавшего вниз по склону.

 

ТРИ ПРОСТЫХ ПРИМЕРА

Транспортное средство массой 20 000 фунтов с четырьмя полностью функционирующими колесами необходимо буксировать вверх по склону под углом 45° по дороге с твердым покрытием. Общее сопротивление будет равно (0,05 x 20 000) [сопротивление поверхности] + (0,75 x 20 000) [сопротивление градиенту], что в сумме составит 16 000 фунтов сопротивления. То же самое транспортное средство, движущееся по ровной травяной поверхности, будет создавать гораздо меньшее сопротивление: (0,15 x 20 000) [сопротивление поверхности] + 0 [сопротивление градиенту], что в сумме составляет 3000 фунтов.