РадиолюбительИмпульсные преобразователи напряженияИмпульсные преобразователи напряжения

Автономный инвертор — напряжение

Автономные инверторы напряжения ( АИН) имеют жесткую внешнюю характеристику, представляющую собой зависимость выходного напряжения от тока нагрузки, вследствие чего при изменении тока нагрузки их выходное напряжение практически не изменяется. Тем самым управляющим воздействием на двигатель переменного тока является напряжение регулируемой частоты.

Автономный инвертор напряжения в рассматриваемом случае выполняет функции коммутатора. При этом дополнительно используется датчик положения ротора для коммутации ключей, что выполняется аналогично вентильному приводу.

Схема силовых цепей системы ПЧ — АД.

Автономный инвертор напряжения с ШИМ представляет собой сложное нелинейное дискретное устройство. При таком высоком уровне несущей частоты для построения математических моделей АЙН используется метод выделения полезных сигналов путем усреднения мгновенных значений переменных в пределах периода несущей частоты.

Схема инвертора напряжения с автотрансформаторной коммутацией.

Автономный инвертор напряжения с автотрансформаторной коммутацией ( рис. 1 — 166) основан на разряде коммутирующего конденсатора через одну обмотку автотрансформатора. Более длительный импульс, поданный на управляющий электрод VC3, вызывает его включение.

В автономном инверторе напряжения ( АЙН) источник питания работает в режиме источника напряжения. Как правило, параллельно источнику питания включают конденсатор большой емкости ( рис. 9.44, а), который практически исключает пульсации напряжения при коммутации тиристоров.

Схема ( а и идеализированная вольт-амперная характеристика ( б силового ключа на ЮВТ-транзисторе.

В автономных инверторах напряжения используются силовые полностью управляемые полупроводниковые ключи на IGBT-тран-зисторах. Такие ключи обладают двухсторонней проводимостью. На рис. 2.9 показаны схема и идеализированная вольт-амперная характеристика ( ВАХ) силового ключа на IGBT-транзисторе.

Схемы автономных инверторов напряжения ( АЙН.

В автономных инверторах напряжения АЙН источник постоянного напряжения подключен непосредственно к ключевым элементам, которые периодически с изменением полярности подсоединяют это напряжение к активной или активно-индуктивной нагрузке. Автономные инверторы напряжения предназначены для статического преобразования постоянного напряжения в переменное, регулируемые по величине, частоте и форме кривой. АЙН универсальны, имеют жесткую внешнюю характеристику при изменении величины и характера нагрузки и дают возможность получать выходную энергию с заданными параметрами.

Преобразователи частоты и автономные инверторы напряжения могут использоваться для управления как стандартными асинхронными двигателями, так и синхронными двигателями. Область применения регулируемых электроприводов переменного тока очень широка.

Структурная схема такого электропривода с автономным инвертором напряжения приведена на рис. 5.32. Силовая часть схемы состоит из нерегулируемого выпрямителя В, силового фильтра, выполненного на реакторе L и конденсаторе С, и автономного инвертора напряжения АИ, выполненного на шести / GBT-транзисторах. Схема нереверсивная и не предусматривает электрического торможения электропривода, что для большой группы механизмов ( например, насосов, вентиляторов) часто и не требуется.

Основным элементом тиристорного преобразователя частоты является автономный инвертор напряжения, питание которого осуществляется от у и р а в л я е м о г о выпрямителя, собранного по трехфазной мостовой схеме. Управление зажиганием вентилей инвертора осуществляется с помощью блока управления инвертором и блока задания частоты, состоящих из задающего генератора с регулируемой частотой и пересчетной схемы, распределяющей импульсы управления тиристорами. Задающий генератор выполнен на основе магнитно-транзисторного мультивибратора. Частота генератора линейно зависит от величины сигнала управления на его входе. Пересчетная кольцевая схема представляет собой замкнутую трехфазную систему, состоящую из трех трансформаторных мультивибраторов.

Напряжение на выходе преобразователей частоты с автономными инверторами напряжения и синусоидальной широтно-импульсной модуляцией также представляет собой совокупность основной и набора высших гармоник напряжения. Амплитудные значения гармоник напряжения определяются не только напряжением на входе инвертора и номером гармоники, но и числом импульсов модуляции в периоде основной гармоники. Аналитический вывод этих зависимостей достаточно сложен и приводится в специальной литературе.

Трёхфазные инверторы

Тиристорный (GTO) тяговый преобразователь по схеме «Ларионов-звезда»

Трёхфазные инверторы обычно используются для создания трёхфазного тока для электродвигателей, например, для питания трёхфазного асинхронного двигателя. При этом обмотки двигателя непосредственно подключаются к выходу инвертора.

Высокомощные трёхфазные инверторы применяются в тяговых преобразователях в электроприводе локомотивов, теплоходов, троллейбусов (например, АКСМ-321), трамваев, прокатных станов, буровых вышек, в индукторах (установки индукционного нагрева).

На рисунке приведена схема тиристорного тягового преобразователя по схеме «Ларионов-звезда». Теоретически возможна и другая разновидность схемы Ларионова «Ларионов-треугольник», но она имеет другие характеристики (эквивалентное внутреннее активное сопротивление, потери в меди и др.).

Самая простая и самая распространенная схема трехфазного инвертора напряжения, получается простым объединением по общему источнику входного напряжения трех полумостовых однофазных инверторов напряжения, при этом при соединении фаз трехфазной нагрузки в звезду без нуля или треугольником не требуется наличие средней точки у источника входного напряжения.

Сигналы управления на верхний и нижний транзисторы каждого плеча моста поступают в течении полупериода выходного напряжения с соответствующими фазовыми сдвигами для получения трехфазной системы.

Что будет на выходе

Преобразователи напряжения ради уменьшения массогабаритов устройства за редкими исключениями (см. далее) работают на повышенных частотах от сотен Гц до единиц и десятков кГц. Ток такой частоты не примет никакой потребитель, а потери его энергии в обычной проводке будут огромны. Поэтому инверторы 12-200 строятся под выходное напряжение след. видов:

  • Постоянное выпрямленное 220 В (220V AC). Пригодны для питания телефонных зарядок, большинства источников питания (ИП) планшетов, ламп накаливания, люминесцентных экономок и светодиодных. На мощность от 150-250 Вт отлично подойдут для ручного электроинструмента: потребляемая им мощность на постоянном токе немного снижается, а крутящий момент возрастает. Непригодны для импульсных блоков питания (ИБП) телевизоров, компьютеров, ноутбуков, микроволновок и т.п. мощностью более 40-50 Вт: в таких обязательно есть т. наз. пусковой узел, для нормальной работы которого сетевое напряжение должно периодически проходить через ноль. Непригодны и опасны для приборов с силовыми трансформаторами на железе и электромоторами переменного тока: стационарного электроинструмента, холодильников, кондиционеров, большей части Hi-Fi аудио, кухонных комбайнов, некоторых пылесосов, кофеварок, кофемолок и микроволновок (для последних – из-за наличия мотора вращения стола).
  • Модифицированное синусоидальное (см. далее) – пригодны для любых потребителей, кроме Hi-Fi аудио с ИБП, прочих устройств с ИБП от 40-50 Вт (см. выше) и, часто локальных охранных систем, домашних метеостанций и т.п. с чувствительными аналоговыми датчиками.
  • Чистое синусоидальное – пригодны без ограничений, кроме как по мощности, для любых потребителей электроэнергии.

Синус или псевдосинус?

С целью повышения экономичности преобразование напряжения осуществляется не только на повышенных частотах, но и разнополярными импульсами. Однако запитывать очень многие приборы-потребители последовательностью разнополярных прямоугольных импульсов (т. наз. меандром) нельзя: большие выбросы на фронтах меандра при хоть чуть-чуть реактивной нагрузке приведут к большим потерям энергии и могут вызвать неисправность потребителя. Однако проектировать преобразователь на синусодальный ток тоже нельзя – КПД не превысит прим. 0,6.

Преобразование постоянного напряжения в модифицированную и чистую синусоиду

Тихая, но существенная в данной отрасли революция произошла, когда специально для инверторов напряжения были разработаны микросхемы, формирующие т. наз. модифицированную синусоиду (слева на рис.), хотя правильнее было бы назвать ее псевдо-, мета-, квази- и т.п. синусоидой. Форма тока модифицированной синусоиды ступенчатая, а фронты импульсов затянуты (фронтов меандра на экране электронно-лучевого осциллографа часто вообще не видно). Благодаря этому потребители с трансформаторами на железе или заметной реактивностью (асинхронными электромоторами) «понимают» псевдосинусоиду «как настоящую» и работают как ни в чем не бывало; Hi-Fi аудио с сетевым трансформатором на железе запитывать модифицированной синусоидой можно. Кроме того, модифицированную синусоиду возможно достаточно простыми способами сгладить до «почти настоящей», отличия которой от чистой на осциллографе на глаз еле заметны; преобразователи типа «Чистый синус» стоят ненамного дороже обычных, справа на рис.

Однако приборы с капризными аналоговыми узлами и ИБП запускать от модифицированной синусоиды нежелательно. Последние – крайне нежелательно. Дело в том, что средняя площадка модифицированной синусоиды не чистый ноль напряжения. Узел запуска ИБП от модифицированной синусоиды срабатывает нечетко и весь ИБП может не выйти из режима запуска в рабочий. Пользователь это видит сначала как безобразные глюки, а потом из девайса идет дым, как в анекдоте. Поэтому приборы в ИБП нужно запитывать от инверторов типа Чистый Синус.

Примечания код

  1. Jerrold Foutz.  (англ.). www.smpstech.com (9 December 1998). Дата обращения 19 апреля 2017.
  2. Андрей Никитин, Олег Стариков. . Новости электроники, № 15 (2009). Дата обращения 19 апреля 2017.
  3. David Perreault.  (англ.). MIT OpenCourseWare (2007). Дата обращения 19 апреля 2017.
  4. Pressman, Abraham I.; Billings, Keith & Morey, Taylor (2009), Switching Power Supply Design (Third ed.), McGraw-Hill, ISBN 0-07-148272-5
  5. Rashid, Muhammad H. (2003), Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications, Prentice Hall, ISBN 0-13-122815-3
  6. Basso, Christophe (2008), Switch-Mode Power Supplies: SPICE Simulations and Practical Designs, McGraw-Hill, ISBN 0-07-150858-9
  7. Erickson, Robert W. & Maksimovic, Dragan (2001), Fundamentals of Power Electronics (Second ed.), ISBN 0-7923-7270-0
  8.  (недоступная ссылка). Дата обращения 29 января 2009.

Методы технической реализации инверторов и особенности их работы код

  1. Ключи инвертора должны быть управляемыми (включаются и выключаются по сигналу управления), а также обладать свойством двухсторонней проводимости тока. Как правило, такие ключи получают шунтированием транзисторов обратными диодами. Исключение составляют полевые транзисторы, в которых такой диод является внутренним элементом их полупроводниковой структуры.
  2. Регулирование выходного напряжения инверторов достигается изменением площади импульса полуволны. Наиболее простое регулирование достигается регулированием длительности (ширины) импульса полуволны. Такой способ является простейшим вариантом метода широтно-импульсной модуляции (ШИМ) сигналов.
  3. Нарушение симметрии полуволн выходного напряжения порождает побочные продукты преобразования с частотой ниже основной, включая возможность появления постоянной составляющей напряжения, недопустимой для цепей, содержащих трансформаторы.
  4. Для получения управляемых режимов работы инвертора, ключи инвертора и алгоритм управления ключами должны обеспечить последовательную смену структур силовой цепи, называемых прямой, коротко замкнутой и инверсной.
  5. Мгновенная мощность потребителя p(t){\displaystyle p(t)} пульсирует с удвоенной частотой. Первичный источник питания должен допускать работу с пульсирующими и даже изменяющими знак токами потребления. Переменные составляющие первичного тока определяют уровень помех на зажимах источника питания.

Классы инверторов

Простейшими из всех считаются преобразователи в 150 Ватт. Они отлично подходят для подключения ноутбуков и других подобных приборов. Как и было сказано выше, подключать их можно через гнездо прикуривателя автомобиля. Такой инвертор может справиться даже с двумя портативными компьютерами и зарядкой для сотового телефона.

В качестве примера приведём популярную модель автоинвертора Дефорт в 150 Ватт. Посмотрите на его технические характеристики:

Устройство имеет специально встроенный звуковой сигнал, который включается автоматически при низком уровне заряда аккумуляторной батареи или при высоком напряжении подключаемого прибора. Также инвертор надёжно защищён от перегрузок, короткого замыкания. Имеет он и тепловую защиту, а также USB-порт. Но всё же такое устройство не подойдёт для тех автомобилистов, которые часто отправляются в дальние путешествия. А если нужно будет включить что-нибудь помощнее? А 150-ваттный преобразователь напряжения для такой работы не предназначен.

Следующий класс автоинверторов уже далеко не для «чайников». Устройства рассчитаны на приборы мощностью от 300 Вт до 1 кВт. Их уже нельзя будет подключить через гнездо прикуривателя, а только лишь напрямую к аккумуляторной батарее. Ведь, как известно, приборы, подключаемые к гнезду прикуривателя, не должны превышать 15 А и иметь мощность не выше 180 Вт. В противном случае сгорит предохранитель.

Именно поэтому устройства, имеющие мощность в пределах 300–1000 Вт, подключаются при помощи зажимов к аккумулятору. Но следует помнить, что не всегда их можно будет использовать в салоне во время движения. Чтобы обойти эти ограничения, некоторые производители создают максимально удобные для водителей условия, снабжая устройства двумя кабелями. Один из них имеет специальный разъем для прикуривателя, а другой имеет зажимы и протягивается непосредственно к аккумуляторной батарее.

Такой вариант является универсальным. Он позволяет подключать в дороге зарядку для мобильного телефона и ноутбук. Оказавшись далеко от цивилизации, к примеру, приехав на озеро или в лес, можно спокойно подключать и что-нибудь помощнее: шашлычницу или микроволновую печь.

Рассмотрим одно из таких устройств. Автоинвертор KEBO IPS на 1 кВА является специальным преобразователем постоянного напряжения в переменное значение тока. Мощность этого устройства — 600 Вт.

Этот прибор защищён от повышенного напряжения и перегрузок, а также от низкого напряжения и короткого замыкания. Его цена колеблется в районе 80–90 долларов.

Другой известный производитель автоинверторов — МАП «Энергия». Они имеют разную мощность: от 0,9 Вт до 12 кВт. Представленный ниже инвертор МАП «Энергия» рассчитан на 900 Вт, а его напряжение на входе составляет 12 В.

Как видим, на устройстве есть две клавиши, которые позволяют управлять им. Имеется также и дисплей, где отображается вся информация о текущем режиме работы. Прибор изготовлен отечественным производителем достаточно просто, но очень удобно. Только вот размер этого устройства слишком большой, поэтому занимает много места.

Случается и так, что даже мощности в 1 кВт бывает недостаточно. К примеру, если нужно подключить на даче мощный электроинструмент или насос. Производители автоинверторов позаботились и об этом, создав устройства подороже, но с более высокой мощностью.

Автомобильные преобразователи напряжения этого класса различны. Рассмотрим в качестве примера самый популярный из них. Это инвертор MobilEn 1500, который позволяет подключать болгарку в 1300 Вт или пылесос мощностью в 1400 Вт. Вещь незаменимая, согласитесь.

Надеемся, что после прочтения этой статьи, вам будет легче выбрать инвертор для автомобиля. Помните, что самое главное — это хорошие технические характеристики, компактность и высокое качество.

На видео — тест одного из автомобильных инверторов:

В заключение статьи хотелось бы остановиться на критерии выбора качественного инвертора более подробно. Автоинвертор нужно выбирать так, чтобы была учтена также потребляемая мощность подключаемого к нему прибора

Это очень важно. Кроме того, нагрузка подключаемого прибора не должна превышать допустимой мощности преобразователя

В идеале она должна быть равна этой мощности.

Надеемся, что, прочитав эту статью, выбрать инвертор для автомобиля вам будет легче. Помните, что главное — это правильные технические характеристики устройства, его компактность и качество.

Варианты глобально

Преобразователь напряжения 12-220 В для питания нагрузки до 1000 Вт и более в целом можно сделать самостоятельно такими способами (в порядке повышения затрат):

  1. Оформить в корпус с теплоотводом готовый блок с Avito, Ebay или AliExpress. Ищется по запросу «inverter 220» или «inverter 12/220»; можно сразу добавить требуемую мощность. Обойдется прим. вдвое дешевле такого же заводского. Электротехнических навыков не нужно, но – см. ниже;
  2. Собрать такой же из набора: печатная плата + «россыпь» компонент. Приобретается там же, но к запросу добавляется diy, что значит под самосборку. Цена еще прим. в 1,5 раза ниже. Нужны начальные навыки в радиоэлектронике: умение паять пользоваться мультиметром, знание разводок (распиновок) выводов активных элементов или умение их искать, правил включения в схему полярных компонент (диодов, электролитических конденсаторов) и умение определять, на какой ток какого сечения нужны провода;
  3. Приспособить под инвертор компьютерный источник бесперебойного питания (ИБП, UPS). Исправный ИБП б/у без штатной АКБ можно найти за 300-500 руб. Навыков не нужно никаких – к ИБП просто подключается авто АКБ. Но заряжать ее придется отдельно, также см. ниже;
  4. Выбрать способ преобразования, схему (см. далее) сообразно своим потребностям и наличию деталей, рассчитать и собрать полностью самостоятельно. Возможно совсем даром, но кроме начальных электронных навыков понадобится умение пользоваться некоторыми специальными измерительными приборами (тоже см. далее) и производить простейшие инженерные расчеты.

Из готового модуля

Способы сборки по пп. 1 и 2 на самом деле не такие уж простые. Корпуса готовых заводских инверторов служат одновременно и теплоотводами для мощных транзисторных ключей внутри. Если брать «полуфабрикат» или «россыпь», то корпуса к ним не будет: при теперешней себестоимости электроники, ручного труда и цветных металлов разница в ценах объясняется как раз отсутствием второго и, возможно, третьего. Т.е., радиатор для мощных ключей придется делать самому или искать готовый алюминиевый. Его толщина в месте установки ключей должна быть от 4 мм, а площади на каждый ключ должно приходиться от 50 кв. см. на каждый кВт отдаваемой мощности; с обдувом от компьютерного вентилятора-кулера на 12 В 110-130 мА – от 30 кв. см*кВт*ключ.

Готовые модули инверторов напряжения 12/220 В

Напр., в наборе (модуле) 2 ключа (их видно, они торчат из платы, см. слева на рис.); модули с ключами на радиаторе (справа на рис.) стоят дороже и рассчитаны на определенную, как правило, не очень большую мощность. Кулера нет, мощность нужна 1,5 кВт. Значит, нужен радиатор от 150 кв. см. Кроме него еще установочные комплекты для ключей: изолирующие теплопроводящие прокладки и фурнитура под крепежные винты – изолирующие чашечки и шайбы. Если модуль с теплозащитой (между ключами будет торчать еще какая-то фитюлька – термодатчик), то немного термопасты для приклеивания его к радиатору. Провода – само собой, см. далее.

Из ИБП (UPS)

Инвертор 12В DC/220 В AC 50 Гц, к которому можно подключать любые приборы в пределах допустимой мощности, делается из компьютерного ИБП совсем просто: штатные провода к «своей» АКБ заменяются длинными с зажимами под клеммы авто АКБ. Сечение проводов рассчитывается исходя из допустимой плотности тока 20-25 А/кв. мм, см. также далее. Но вот из-за нештатной батареи могут возникнуть проблемы – с нею же, а она дороже и нужнее преобразователя.

В ИБП применяются тоже свинцово-кислотные АКБ. Это на сегодня единственно широко доступный вторичный химический источник электропитания, способный регулярно отдавать большие токи (экстратоки), не «убиваясь» полностью за 10-15 циклов заряд-разряд. В авиации используются серебряно-цинковые АКБ, которые еще мощнее, но они чудовищно дороги, в широкий оборот не выпускаются, а их ресурс по бытовым меркам ничтожен – ок. 150 циклов.

Разряд кислотных АКБ четко отслеживается по напряжению на банку, и контроллер ИБП не даст «чужой» батарее разрядиться сверх меры. Но в штатных АКБ ИБП электролит гелевый, а в автоаккумуляторах жидкий. Режимы заряда в том и другом случае существенно отличаются: сквозь гель нельзя пропускать такие токи, как сквозь жидкость, а в жидком электролите при слишком малом токе заряда подвижность ионов будем мала и они не все вернутся на свои места в электродах. В результате ИБП будет хронически недозаряжать авто АКБ, она скоро засульфатируется и придет в полную негодность. Поэтому в комплект к инвертору на ИБП нужно зарядное устройство для аккумуляторов. Сделать его своими руками можно, но это уже другая тема.

Электронный преобразователь

Электронные преобразователи называются шифраторами и дешифраторами.

Электронный преобразователь, управляющий реверсивным электродвигателем, настроен так, что при разностном сигнале, равном нулю, реверсивный двигатель не вращается. Увеличение или уменьшение входного сигнала за счет изменения плотности жидкости приводит к возникновению сигнала, отличного от нуля. В зависимости от величины и знака этого сигнала реверсивный двигатель через редуктор перемещает металлический клин до тех пор, пока разностный сигнал вновь не станет равным нулю. Величина перемещения клина, с которым связана стрелка показывающего прибора, пропорциональна изменению плотности жидкости.

Электронный преобразователь может быть использован не только для измерения температуры, но и для измерения напряжения, когда диапазон изменения его не меньше 1 мв и не больше 3 в, а.

Электронный преобразователь собран на двух транзисторах типа П4Б ( или П217Б), работающих в ключевом режиме. Оптимальный режим работы генератора подбирается посредством резистора R. Выпрямление преобразованного напряжения, снимаемого со вторичной обмотки трансформатора, достигается при помощи четырех диодов типа Д226, включенных по мостовой схеме.

Электронный преобразователь, управляющий реверсивным электродвигателем, настроен так, что при разностном сигнале, равном нулю, реверсивный двигатель не вращается. Увеличение или уменьшение входного сигнала за счет изменения плотности жидкости приводит к возникновению сигнала, отличного от нуля. В зависимости от величины и знака этого сигнала реверсивный двигатель через редуктор перемещает металлический клин до тех пор, пока разностный сигнал вновь не станет равным нулю. Величина перемещения клина, с которым связана стрелка показывающего прибора, пропорциональна изменению плотности жидкости.

Отсчетное пневмоэлектрическое сильфонное устройство для пневматических преобразователей. а — общий вид. б — схема работы.

Электронный преобразователь представляет собой электровакуумный прибор, в котором управление электронными токами осуществляется путем перемещения электродов. При -, чем изменение напряжения электрического поля внутри прибора прямо пропорционально величине смещения подвижного электрода — анода, связанного с измерительным стержнем, относительно другого, неподвижного электрода — катода. Так как при этом происходит изменение анодного тока с одновременным усилением его, электронные преобразователи могут работать без усилителя.

Многоканальный электронный преобразователь служит для преобразования электрических напряжений, получаемых от различных датчиков и измерительных приборов, в дискретную форму. В качестве датчиков электрических напряжений используются обычные потенциометры, питаемые от источников напряжения постоянного тока.

Преобразователь расхода НОРД-М.

Электронный преобразователь Дельта-2 позволяет вводить в память градуировочную характеристику ТПР во всем диапазоне и исключить систематическую погрешность, обусловленную нелинейностью градуировочной характеристики. Также предусмотрена коррекция значений коэффициента преобразования ТПР по вязкости жидкости.

Структурная схема широкополосного измерителя напряжений.| Принцип работы термоэлектрического прибора.

Применяются термоэлектрические и электронные преобразователи. На рис. 4.2 показаны простейшие термоэлектрические преобразователи.

Схема циклического преобразователя.| Электромеханический преобразователь код-аналог.

Применяются электромеханические и электронные преобразователи этого типа.

Блок-схема канала сигнализатора расхода типа Сигма.

Единицы мощности

Мощность измеряют в джоулях в секунду, или ваттах. Наряду с ваттами используются также лошадиные силы. До изобретения паровой машины мощность двигателей не измеряли, и, соответственно, не было общепринятых единиц мощности. Когда паровую машину начали использовать в шахтах, инженер и изобретатель Джеймс Уатт занялся ее усовершенствованием. Для того чтобы доказать, что его усовершенствования сделали паровую машину более производительной, он сравнил ее мощность с работоспособностью лошадей, так как лошади использовались людьми на протяжении долгих лет, и многие легко могли представить, сколько работы может выполнить лошадь за определенное количество времени. К тому же, не во всех шахтах применялись паровые машины. На тех, где их использовали, Уатт сравнивал мощность старой и новой моделей паровой машины с мощностью одной лошади, то есть, с одной лошадиной силой. Уатт определил эту величину экспериментально, наблюдая за работой тягловых лошадей на мельнице. Согласно его измерениям одна лошадиная сила — 746 ватт. Сейчас считается, что эта цифра преувеличена, и лошадь не может долго работать в таком режиме, но единицу изменять не стали. Мощность можно использовать как показатель производительности, так как при увеличении мощности увеличивается количество выполненной работы за единицу времени. Многие поняли, что удобно иметь стандартизированную единицу мощности, поэтому лошадиная сила стала очень популярна. Ее начали использовать и при измерении мощности других устройств, особенно транспорта. Несмотря на то, что ватты используются почти также долго, как лошадиные силы, в автомобильной промышленности чаще применяются лошадиные силы, и многим покупателям понятнее, когда именно в этих единицах указана мощность автомобильного двигателя.

Лампа накаливания мощностью 60 ватт

Атмосферное давление

Атмосферное давление — это давление воздуха в данном месте. Обычно оно обозначает давление столба воздуха на единицу площади поверхности. Изменение в атмосферном давлении влияет на погоду и температуру воздуха. Люди и животные страдают от сильных перепадов давления. Пониженное давление вызывает у людей и животных проблемы разной степени тяжести, от психического и физического дискомфорта до заболеваний с летальным исходом. По этой причине, в кабинах самолетов поддерживается давление выше атмосферного на данной высоте, потому что атмосферное давление на крейсерской высоте полета слишком низкое.

Анероид содержит датчик — цилиндрическую гофрированную коробку (сильфон), связанную со стрелкой, которая поворачивается при повышении или понижении давления и, соответственно, сжатия или расширения сильфона

Атмосферное давление понижается с высотой. Люди и животные, живущие высоко в горах, например в Гималаях, адаптируются к таким условиям

Путешественники, напротив, должны принять необходимые меры предосторожности, чтобы не заболеть из-за того, что организм не привык к такому низкому давлению. Альпинисты, например, могут заболеть высотной болезнью, связанной с недостатком кислорода в крови и кислородным голоданием организма

Это заболевание особенно опасно, если находиться в горах длительное время. Обострение высотной болезни ведет к серьезным осложнениям, таким как острая горная болезнь, высокогорный отек легких, высокогорный отек головного мозга и острейшая форма горной болезни. Опасность высотной и горной болезней начинается на высоте 2400 метров над уровнем моря. Во избежание высотной болезни доктора советуют не употреблять депрессанты, такие как алкоголь и снотворное, пить много жидкости, и подниматься на высоту постепенно, например, пешком, а не на транспорте. Также полезно есть большое количество углеводов, и хорошо отдыхать, особенно если подъем в гору произошел быстро. Эти меры позволят организму привыкнуть к кислородной недостаточности, вызванной низким атмосферным давлением. Если следовать этим рекомендациям, то организму сможет вырабатывать больше красных кровяных телец для транспортировки кислорода к мозгу и внутренним органам. Для этого организм увеличат пульс и частоту дыхания.

Первая медицинская помощь в таких случаях оказывается немедленно

Важно переместить больного на более низкую высоту, где атмосферное давление выше, желательно на высоту ниже, чем 2400 метров над уровнем моря. Также используются лекарства и портативные гипербарические камеры

Это легкие переносные камеры, в которых можно повысить давление с помощью ножного насоса. Больного горной болезнью кладут в такую камеру, в которой поддерживается давление, соответствующее более низкой высоте над уровнем моря. Такая камера используется только для оказания первой медицинской помощи, после чего больного необходимо спустить ниже.

Некоторые спортсмены используют низкое давление, чтобы улучшить кровообращение. Обычно для этого тренировки проходят в нормальных условиях, а спят эти спортсмены в среде с низким давлением. Таким образом, их организм привыкает к высокогорным условиям и начинает вырабатывать больше красных кровяных телец, что, в свою очередь, повышает количество кислорода в крови, и позволяет достичь более высоких результатов в спорте. Для этого выпускаются специальные палатки, давление в которых регулируются. Некоторые спортсмены даже изменяют давление во всей спальне, но герметизация спальни — дорогостоящий процесс.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector