Электротехнические приборы и устройства: Электротехнические устройства

Содержание

Электротехнические устройства

Электротехнические устройства


Электротехническое устройство является совокупностью компонентов, которая выполняет определённую функцию с помощью электромагнитной  энергии. 

Нужно учесть, что протекание тока по проводнику также сопровождается электромагнитными процессами, поэтому провода и кабели по праву тоже отнесём к этому разделу.

Определённое электротехническое устройство может являться частью более сложного устройства.
Общие примеры электротехнических устройств:

  • Провода и кабели, электродвигатели, генераторы и трансформаторы, осветительная аппаратура, распределительные устройства.
  • Электрические аппараты пуска, переключения, управления, защиты.
  • Электронагревательные приборы, электронная аппаратура, компьютеры, а также части различных бытовых электроприборов.

Для того чтобы попытаться начать по-новому относиться к своей электротехнической профессии и, если Вы еще не знаете, как это сделать, то посмотрите видео демонстрацию работы схемы электромагнитного пускателя

Подробнее.

..

Свет — это один из элементов позволяющих внести своеобразие в любое жилище. Его надо рассматривать как собственную тему, такую, как полы, как цвет стен, как мебель.

Подробнее…

Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов.

Подробнее…

Менять алюминиевый провод надо через 20-30 лет, медный «живет» дольше. Однако необходимость замены может возникнуть и раньше, например, при случайном повреждении электропроводки, поэтому заранее стоит позаботиться о том, чтобы доступ к проводке был несложным.

Подробнее…

Электротехнические приборы и устройства от предприятия Микрол

Производство не мыслимо без большого числа оборудования, состоящего из различных электротехнических приборов, вспомогательных устройств – способные расширить функции оборудования, а также сферу их применения. Особенно важно если электротехнические приборы можно применять под свои конкретные цели с минимальной перенастройкой.

Что делать, если одно из устройств вышло из строя?

Оптимальным решением будет поиск в интернет-каталоге на сайте МИКРОЛ. Под каждым видом электротехнического прибора, есть полная описание и его предназначение. Более подробно можно узнать связавшись с менеджером компании МИКРОЛ.

На помощь автоматизации систем — приходят АСУ

Продукция завода МИКРОЛ https://микрол.рф/ способствует автоматизации производственных процессов за счет внедрения АСУ ТП в технологические процессы, которые способные решить поставленные задачи в процессе выполнения.

Автоматизированные системы могут включать в себя – датчики (для сбора данных), преобразователи сигналов, сбор физических данных, АСУ – позволяет собрать все данные с разных устройств и датчиков во едино и обработать их. Все это влияет на конечный продукт.

Когда прибор считается сложным?

Сложные приборы зачастую состоят из различных приборов разного назначения, а отсюда можно сделать, что прибор может быть полноценным или не полноценным (состоящим из различных других устройств.

Большой ассортимент продукции завода МИКРОЛ – электродвигатели, трансформаторы, кабеля, провода, электрические аппараты пуска, защиты, управления, электронная аппаратура – все это делится на свои группы, что помогает быстро ориентироваться в электронном каталоге.

Почему стоит обращать на характеристики прибора?

Без правильно подобранных характеристик прибора, покупатель во много раз сокращает сроки эксплуатации прибора, особенно если окружающая среда агрессивная, а прибор на это не рассчитан.

Разновидность продукции:

Микропроцессорные контроллеры – не заменимы в промышленности, особенно если речь идет автоматизации производства. Основное назначение — замерить все необходимые параметры, подключившись через приборную магистраль. Данные контроллеры имеют большую многофункциональность, а, следовательно, могут применяться даже в труднодоступных местах за счет своей компактности.

Одноканальные индикаторы-регуляторы —  в большинство процессах не заменимы при измерение температуры, особенно на промышленных предприятиях по плавке металла или иных процессах с связанных с теплоносителями.

Блоки управления – основное предназначение помощь в взаимодействие всех технологических процессов в системах управления.

Электротехнические приборы

Электротехническое устройство представляет собой совокупность компонентов, выполняющих определённую функцию при помощи электромагнитной  энергии. 

К электротехническим устройствам относятся провода и кабели, трансформаторы и генераторы, электродвигатели и осветительная аппаратура, различные распределительные устройства,  электроаппараты пуска и переключения, управления и защиты. Кроме этого – большой спектр электронагревательных приборов и электронной аппаратуры а также различные бытовые электроприборы и т.д.

В данную линейку электротехнических приборов, которые предлагает потребителям  ООО Торговый Дом «Могилёвский завод «Электродвигатель»    входят приборы электроакустические сигнальные.

 Электроакустические сигнальные приборы используются для подачи различных световых (приборы с лампой) и звуковых сигналов и рассчитаны для систем тревожной сигнализации. Прайс данной продукции состоит из большого разнообразия моделей и видов электроакустических сигнальных приборов: звонок на обрыв постоянного тока ; звонок переменного тока; колокол постоянного тока с фильтром; колокол переменного тока;  ревун постоянного тока с фильтром; ревун  переменного тока; звонок-ревун постоянного тока с фильтром; звонок постоянного тока  с лампой и фильтром и т.д.

Электроакустические приборы ООО Торговый Дом «Могилёвский завод «Электродвигатель»  нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Основная их функция – это оповещение работников при возникновении любых ситуаций на автоматическом оборудовании, например, при внеплановой остановки двигателя или возникновении скачков напряжения, при окончании цикла работы или при превышении допустимой нагрузки. Данные устройства могут применяться и в качестве сигнализации при пожарах, авариях, несанкционированном проникновении на объект или в помещение.

Потребители самостоятельно решают, каким образом и для каких целей использовать электроакустические сигнальные приборы.

Электрические и электротехнические устройства » общий обзор видов.

 

 

 

Тема: общий обзор видов ныне существующих электротехнических устройств.

 

Тема имеет называние, электрические и электротехнические устройства, общий обзор видов. В ней будет рассмотрены основные и наиболее распространенные виды электрических устройств, что широко и повсеместно используются в различных деятельностях и сферах повседневной жизни. Таких электроустройств существует огромное множество. Их можно для упрощения разделить на определённые классы, по некоторым общим признакам и назначению. Начну, пожалуй, с:

 

Электротехнические устройства, это элементарные части любых электрических схем, которые обеспечивают её общее функционирование как целостной электрической системы, что изначально создавалась для выполнения определённой своей задачи.

Они являются элементами управление, распределения, выполнения, защиты, индикации, переключения и т.д. Ведь благодаря им возможно создание любого электрооборудования, различной сложности и назначения.

 

К ним относятся обычные магнитные пускатели, автоматические выключатели, всевозможные реле, датчики, электродвигатели, преобразователи, счетчики и измерители и т.д. В общем, всё то, с чем электрик постоянно сталкивается при своей работе. Так что при упоминании подобных элементов, более точнее и правильнее будет говорить — электротехнические устройства, чем просто, электроустройство.

 

Электроустановочные изделия

— из самого их названия можно понять назначение данных компонентов. Это все те электротехнические устройства, которые устанавливаются, как правило, при выполнении монтажа и сборки внутрь шкафов, щитков, панелей, стен и т.д. Для примера всё те же розетки, выключатели, автоматы, блоки управления, индикаторы и прочее.

 

Бытовые электрические устройства и электроприборы — к данному классу относится такие электроприборы и оборудование, которое используется в домашнем обиходе и служит помощниками в повседневном быту. Это обычные электрические фены, пылесосы, бритвы, чайники, плиты, обогреватели и многое другое, без чего не может обходится современный человек. Их основное предназначение, как Вы сами знаете, это облегчать всевозможную работу по дому и обеспечивать определённую комфортность человеку в делах. Чтобы понять их важность, достаточно вспомнить моменты кратковременного отключения электроэнергии в доме. Как сильно становится тоскливо без него.

 

 

 

 

Электроинструменты — это устройства, что широко используются при строительстве, монтаже, ремонте, настройке, проверке и т.д. К ним можно отнести перфораторы, болгарки, дрели, электропилы, электронные измерители и прочее. Их первоначальная роль заключается, прежде всего, в помощи рабочим при выполнении работ и определённых специфических задач.

 

Электрические устройства специального назначения, к котормы можно отнести множество всевозможных приборов и устройств, которые позволяют выполнять специфические работы в различных сферах науки и производства.

Это, к примеру, химическая электромешалка, которая применяется в лабораториях, электролизная установка позволяющая покрывать поверхность различными слоями металлов, либо воздушные двери, работа которых позволяет потоком воздуха, создавать барьер между холодным воздухом с уличной стороны и тёплым воздухом с внутренней стороны помещения какого либо предприятия. Одним словом это те электрические устройства, благодаря которым, возможно выполнение нестандартных задач и работ.

 

Каждый электрик должен иметь общее представление о самом внутреннем устройстве и основном принципе действия подобного электрооборудования. Поскольку такие знания довольно  сильно облегчают поиск неисправности и её устранение при поломки. Как правило подобные навыки приходят с практикой и временем, благодаря которым можно на вскидку быстро определить характер неисправности по имеющимся внешним признакам и проявлениям работы.

 

P.S. Несмотря на огромное разнообразие электрических устройств, приборов и оборудования, всех их объединяет одна сущность. Это электричество и электроэнергия.

§ 95. Назначение и типы электроизмерительных приборов

Назначение.

Электроизмерительные приборы служат для контроля режима работы электрических установок, их испытания и учета расходуемой электрической энергии. В зависимости от назначения электроизмерительные приборы подразделяют на амперметры (измерители тока), вольтметры (измерители напряжения), ваттметры (измерители мощности), омметры (измерители сопротивления), частотомеры (измерители частоты переменного тока), счетчики электрической энергии и др.

Различают две категории электроизмерительных приборов: рабочие — для контроля режима работы электрических установок в производственных условиях и образцовые — для градуировки и периодической проверки рабочих приборов. На железнодорожном транспорте электрические измерения получили широкое распространение при эксплуатации и ремонте э. п. с, тепловозов и устройств энергоснабжения железных дорог.

Типы приборов.

В зависимости от способа отсчета электроизмерительные приборы разделяют на приборы непосредственной оценки и приборы сравнения.

Приборами непосредственной оценки, или показывающими, называются такие, которые позволяют производить отсчет измеряемой величины непосредственно на шкале. К ним относятся амперметры, вольтметры, ваттметры и др.

Основной частью каждого такого прибора является измерительный механизм. При воздействии измеряемой электрической величины (тока, напряжения, мощности и др.) на измерительный механизм прибора подается соответствующий сигнал на отсчетное устройство, по которому определяют значение измеряемой величины.

По конструкции отсчетного устройства показывающие приборы делятся на приборы с механическим указателем (стрелочные), со световым указателем (зеркальные), с пишущим устройством (самопишущие) и электронные приборы со стрелочным или цифровым указателем отсчета. В стрелочных приборах измерительный механизм поворачивает стрелку на некоторый угол, который определяет значение измеряемой величины (шкала прибора проградуирована в соответствующих единицах: амперах, вольтах, ваттах и пр. ).

В электроизмерительных приборах сравнения измерения осуществляются путем сравнения измеряемой величины с какой-либо образцовой мерой или эталоном. К ним относятся различные мосты для измерения сопротивлении и компенсационные измерительные устройства (потенциометры). Последние измеряют разность между измеряемым напряжением или э. д. с. и компенсирующим образцовым напряжением (э. д. с). В качестве сравнивающего прибора обычно используют гальванометр.

Действие электроизмерительных приборов непосредственной оценки основано на различных проявлениях электрического тока (магнитном, тепловом, электродинамическом и пр.), используя которые можно при помощи различных измерительных механизмов вызвать перемещение стрелки.

В зависимости от принципа действия, положенного в основу устройства измерительного механизма, электроизмерительные приборы относятся к различным системам: магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, тепловой, индукционной и др. Приборы каждой из этих систем имеют свои условные обозначения.

Приборы могут выполняться с противодействующей возвратной пружиной и без пружины. В последнем случае они называются логометрами.

Точность приборов.

Каждый электроизмерительный прибор имеет некоторую погрешность, которая определяется трением в его осях, технологическими допусками отдельных его деталей, гистерезисом в магнитной системе и т. д.

Для оценки точности измерений используют понятие относительная погрешность δx%. Она представляет собой отношение абсолютной погрешности Δx, которая имеет место при измерениях (разность между измеренной величиной xиз и ее действительным значением хд), к действительному значению измеряемой величины в процентах:

δx% = (xиз— хд)/хд * 100 (91)

Эта погрешность различна при разных значениях измеряемой величины, т. е. для различных делений шкалы прибора. Поэтому точность электроизмерительных приборов оценивают по основной приведенной погрешности ϒx, которая равна отношению наибольшей абсолютной погрешности Δxmax для данного прибора к наибольшему (номинальному) значению хном той величины (тока, напряжения, мощности и пр.), которую может измерять прибор:

ϒx% = Δxmaxном * 100 (92)

Основной приведенной погрешностью считается погрешность прибора при нормальных условиях его работы. При отклонении от этих условий возникают дополнительные погрешности: температурная (от изменения окружающей температуры), от влияния внешних магнитных полей, от изменения частоты переменного тока и пр.

Магнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой

Магнитоэлектрический прибор с подвижным магнитом

Электродинамический прибор

Электромагнитный прибор

Ферродинамический прибор

Индукционный прибор

Электростатический прибор

Вибрационный (язычковый) прибор

Тепловой прибор (с нагреваемой проволокой)

Биметаллический прибор

Термоэлектрический прибор с магнитоэлектрическим измерительным механизмом

Выпрямительный прибор с магнитоэлектрическим измерительным механизмом

По степени точности электроизмерительные приборы непосредственной оценки подразделяются на восемь классов:

Класс прибора 0,05 0,1 0,2 0,5 1,0 1,5 2,5 4,0
Основная приведенная
погрешность,%
±0,05 ±0,1 ±0,2 ±0,5 ±1,0 ±1,5 ±2,5 ±4,0

К первым трем классам относят точные лабораторные приборы. Приборы классов 0,5; 1,0 и 1,5 используют для различных технических измерений. Они обычно переносные, подключаемые к электрическим установкам только во время измерений.

Приборы классов 2,5 и 4,0 устанавливают постоянно на щитах и панелях управления электрическими установками.

Ошибка в показаниях прибора определяется его классом точности. Например, амперметр класса 1,5 со шкалой на 100 А может дать погрешность (100*1,5)/100= 1,5А.

Погрешность прибора не следует смешивать с погрешностью измерений. Так как погрешность для рассматриваемого прибора, равная 1,5 А, задается независимо от измеряемого им тока, то при токе 50А погрешность измерений будет составлять 3%, а при токе 5А — 30%. Поэтому при измерениях рекомендуется так выбирать приборы, чтобы значения измеряемой величины не были существенно меньшими наибольшего ее значения, указанного на шкале прибора.

Обозначения на шкале.

На шкале каждого прибора проставляют соответствующие условные обозначения, характеризующие назначение прибора (амперметр, вольтметр и т. д.), его класс точности, род тока, при котором он может применяться, систему прибора, нормальное его положение при измерениях, испытательное напряжение, при котором проверялась изоляция прибора, и пр. Для указания назначения прибора в его условное обозначение вписывают буквенные символы измеряемых величин, например А (амперметр), V (вольтметр), W (ваттметр).

§ 97. Электромагнитные приборы | Электротехника

Электромагнитные приборы и их устройство.

Принцип работы приборов этой системы основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого катушкой 1 со стальным сердечником 3, помещенным в поле этой катушки. Электромагнитный измерительный механизм выполняют с плоской (рис. 324, а) или круглой (рис. 324,б) катушкой.

Рис. 324. Устройство электромагнитных измерительных механизмов с плоской (а) и круглой (б) катушками

В приборах с плоской катушкой сердечник установлен на оси, несущей стрелку. При прохождении тока по катушке 1 сердечник 3 будет намагничиваться и втягиваться в катушку, поворачивая ось и стрелку. Повороту оси препятствует спиральная пружина 2. Когда усилие, создаваемое пружиной, уравновесит усилие, созданное катушкой, подвижная система прибора остановится и стрелка зафиксирует на шкале определенный ток.

Вращающий момент, воздействующий на подвижную часть прибора, пропорционален силе притяжения F электромагнита, под действием которой сердечник втягивается в катушку. Сила притяжения F, как было показано в § 93, пропорциональна квадрату индукции в, создаваемой магнитным полем катушки; следовательно, она пропорциональна квадрату тока I в катушке. Поэтому вращающий момент

M = c1I2 (96)

где c1 — постоянная величина, зависящая от конструктивных параметров прибора (числа витков и размеров катушки, материала и формы сердечника) и положения сердечника относительно катушки.

При втягивании сердечника в катушку вращающий момент М изменяется пропорционально I2.

Под действием момента М подвижная часть прибора будет поворачиваться до тех пор, пока этот момент не будет уравновешен противодействующим моментом Mпр = c2α, созданным пружинами или растяжками. В момент равновесия М = Mпр, откуда

α= (c1/c2) I2 = kI2 (97)

где к — постоянная величина.

Следовательно, в приборах с электромагнитным измерительным механизмом угол поворота а подвижной части и стрелки пропорционален квадрату тока, проходящего по катушке. Поэтому такой прибор имеет неравномерную (квадратичную) шкалу. Для сглаживания этой неравномерности сердечнику придается особая лепестко-образная форма, вследствие чего форма магнитного поля и усилие, создаваемое катушкой, изменяются по мере втягивания сердечника.

Устранение колебаний подвижной системы прибора при переходе стрелки из одного положения в другое осуществляется демпфером 5.

В приборах с круглой катушкой подвижная система поворачивается в результате взаимодействия двух стальных намагничивающихся пластинок 3, расположенных внутри катушки 1. Одна из них укреплена на оси прибора, а другая — на внутренней поверхности каркаса катушки.

При прохождении тока по катушке пластины намагничиваются, и их одноименные полюсы оказываются расположенными друг против друга. Между ними возникают силы отталкивания и создается вращающий момент, поворачивающий ось со стрелкой 4.

Применение.

Электромагнитные приборы используют, главным образом, для измерения тока и напряжения в промышленных установках переменного тока. При периодическом изменении тока, проходящего через прибор, усилие, создаваемое его катушкой, не будет изменяться по направлению, так как оно пропорционально квадрату тока.

Угол отклонения стрелки определяется некоторым средним усилием F, значение которого пропорционально среднему квадратичному значению тока или напряжения. Следовательно, электромагнитные приборы в цепях переменного тока измеряют действующие значения тока или напряжения.

Катушка при измерениях может быть включена в электрическую цепь последовательно или параллельно двум точкам, между которыми действует некоторое напряжение. В первом случае прибор будет работать в качестве амперметра, во втором — в качестве вольтметра.

Достоинством приборов электромагнитной системы являются простота и надежность конструкции, невысокая стоимость, стойкость к перегрузкам и пригодность для измерений в цепях переменного и постоянного тока. К недостаткам относятся невысокая точность, малая чувствительность, неравномерность шкалы и зависимость показаний от внешних магнитных полей и частоты переменного тока.

Астатические приборы.

Катушки электромагнитных приборов создают относительно слабое магнитное поле, так как силовые линии этого поля проходят в основном по воздуху. Поэтому такие приборы весьма чувствительны к влиянию внешних магнитных полей. Для защиты от этих влияний электромагнитные приборы окружают стальными экранами или выполняют астатическими.
В астатическом приборе имеются две плоские катушки 1 и два сердечника 2, расположенные на общей оси (рис. 325).

Рис. 325. Устройство астатического измерительного механизма

Обмотки катушек включают так, чтобы направления их магнитных потоков Ф1 и Ф2 были противоположны. Вращающие моменты действуют на подвижную систему прибора в одинаковом направлении. Поэтому внешний магнитный поток Фвн будет усиливать поле одной катушки и ослаблять поле другой; создаваемый же ими суммарный вращающий момент будет оставаться неизменным.

Электротехника и электронные приборы

Государственное Бюджетное Образовательное

Учреждение НачальногоПрофессионального

Образования ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЛИЦЕЙ № 110

«АВТОСЕРВИС» САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

                                     

 

 

 

           Электротехника и электронные приборы

                УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Семенова Н. А.,
преподаватель спец.дисциплин

 

Санкт – Петербург
2013 г.

 

 

 

Введение

 

     Электротехника – это наука, изучающая способы использования электрических и магнитных явлений для практических целей. Одной из важнейших отраслей электротехники  является электроэнергетика, которая рассматривает вопросы производства электрической энергии, передачи энергии на дальше расстояния распределения её между потребителями и преобразование электрической энергии  в другие виды энергии – механическую, тепловую, химическую и т.д.

    Решение этих технических задач и явилось основой электрификации – широкого применения электрической энергии в народном хозяйстве и в быту.

     Электроника – область электротехники, основанная на использовании электрических явлений в вакууме, газах и других средах. Электроника рассматривает вопросы технического использования электронных ламп, полупроводниковых и ионных приборов, фотоэлементов и других устройств в аппаратуре, выполняющий преобразование энергии, управление станками, поточными линиями, а также контроль за ними. Современная электроника позволяет создавать миниатюрные устройства для вычислительной техники, компьютеров, различных автоматов, управления производственными процессами и контроля за ними.

     Широкое применение электротехнических и электронных устройств в различных отраслях народного хозяйства не возможно без квалификационных кадров, которые должны знать и уметь использовать основные законы электротехники, устройство и принцип действия машин постоянного и переменного тока, трансформаторов, электроизмерительных приборов, а также электровакуумных и полупроводниковых приборов.

    Основные сведения по указанным вопросам изложены в предлагаемой методической литературе.

 РАЗДЕЛ 1
Электротехника

Глава 1

 Постоянный ток

1.   Электрический ток. Электрическая цепь, её элементы.

 

     Электрическим током называется упорядоченное перемещение электрических зарядов

одного этапа в каком-нибудь направлении.

     Простейшей электрической цепью является цепь с одним источником питания, потребителем и соединительными проводами.

 

 
 

1– генератор

2– соединительные провода

3– потребитель

     В замкнутой цепи электрический ток протекает под действием электродвижущей силы источника энергии.

     Электродвижущая сила возникает в источнике и при отсутствии тока в цепи, то есть когда цепь разомкнута. При отсутствии тока в цепи э.д. с. равна разности потенциалов на зажимах источника энергии. Э.д.с выражается в вольтах:

Е – В (вольт)

     Разность потенциалов так же как потенциал выражается в вольтах:

U= j1j2разность потенциалов В (вольт)

j— потенциал, В (вольт)

     Единицей измерения тока является (А).

     Количество электричества измеряется  в кулона (Кл)

     Электрический ток измеряют прибором амперметром, который в электрическую цепь включается последовательно.

     Напряжение в электрической цепи измеряют вольтметром, который включается в цепь параллельно.

 

2.  Условное обозначения элементов электрической цепи.

 

 
 

 

                                        — генератор постоянного тока                                     

 

 
 

 

                                 — аккумулятор и гальванический элемент

—                                                                            — батареи аккумулятор и гальванический элемент

 

 
 

 

                                 — резистор                       

                                 — резистор с переменным сопротивлением

 

 
 

 

                                 — конденсатор

 

 
 

 

                                 — конденсатор с переменной емкостью

                                — катушка индуктивности

 

                               — катушка индуктивности с сердечником

 

 

3.   Закон Ома. Закон Джоуля – Ленца.

 

 

     Электрические цепи разделяются на цепи с последовательным и параллельным соединением.

 

 

 

 

 

Закон Ома для участка цепи.

 

I= U/R, где

I– ток, А (ампер)

U– напряжение, В (вольт)

R– сопротивление, Ом (Ом).

Ток на участке цепи прямопропорционален напряжению на этом участке и обратнопропорционален сопротивлению того же участка.

 

 

Закон Ома для полной цепи.

 

I= E/(R+r), где

I– ток, А (ампер)

Eэ.д.с.,В (вольт)

Rвнешнее сопротивление, Ом

rвнутреннее сопротивление, Ом

Ток в электрической цепи равен электродвижущей силе деленной на сопротивление всей цепи.

 

     При последовательном соединении проводников R= R1+ R2токи одинаковы, напряжения прямопропорциальны сопротивлениям

U

1/U2 = R1/R2

     При параллельном соединении проводников

1/R= 1/R1+ 1/R2,

напряжения одинаковы, токи обратно пропорциональны сопротивлениям

I1/I2 = R2/R1

     СилатокаI = q/t, где

q– электрический заряд, кл (кулон)

t– время, с (секунда)

     При протекании тока через резистор в нем выделяется тепло. Закон Джоуля — Ленца.

Q= I2Rt= U2/R*t, где

Qтепло, Дж (джоуль)

I– ток, А (ампер)

Uнапряжение, В (вольт)

Rсопротивление, Ом

t– время, с (секунда)

4.  Законы Кирхгофа.

 

I – ый закон.

Алгебраическая сумма токов в любой узловой точки цепи всегда равна «0»

 

 

K= n

SIK= 0

K= 1

 

II – ой закон.

 

 

 

 

 

Во всяком замкнутом контуре алгебраическая сумма э.д.с. равна алгебраической сумме падения напряжений.

 

SE= SIR

 

                                             Глава 2

 

 Электромагнетизм

 

     Вокруг электрического тока возникает магнитное поле. Его силовая характеристика – вектор магнитной индукции – В, измеряемый в теслах (Тл).

     Направление вектора магнитной индукции вокруг прямого проводника с  током определяется правилом буравчика:

Если направление поступательное движение буравчика по току, то направление вращения рукоятки буравчика укажет направление вектора магнитной индукции в каждой точке пространства

 

 

 

 

     На проводник с током, помещений в магнитное поле со стороны этого поля действует сила, которая по закону Ампера равна

F= BIsina,где

F– механическая сила, Н (Ньютон)

B– магнитная индукция, Тл (Тесла)

– длина, м

     Напряжение этой силы определяется по правилу левой руки.

Если расположить левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, вытянутые четыре пальца направить по току, то отогнутый большой палец укажет направление силы

 

     Направление э.д.с. индукции в проводнике перемещающимся в магнитном поле можт быть определено по правилу правой руки

e= nBIsina,где

e— э.д.с., в (вольт)

B– магнитная индукция, Тл (Тесла)

– длина, м

Если правую руку расположить ладонью к северному полюсу так, чтобы большой отогнутый палец показывал направление движения проводника, то четыре пальцабудут указывать направление э. д.с. индукции.

 

     Сила Ампера действует на проводник из-за того, что на носителе заряда, движущемся в проводнике действует сила Лоренца.

F= gnBsina,где

g– электрический заряд, кл (кулон)

n— скорость заряда, м/с

B– магнитная индукция, Тл (Тесла)

     Направление этой силы действующей на положительный заряд определяется по правилу левой руки. Если заряд отрицательный – сила направлена против большого пальца. Сила Лоренца перпендикулярна скорости заряда, поэтому она работу не совершает.

     Единицы магнитных величин:

Н– напряженность магнитного поля, а/м

f— магнитный поток, Вб (Вебер)

L– индуктивность, Гн (Генри)

f= BS

B– магнитная индукция, Тл (Тесла)

Sплощадь сечения проводника, мм2

f= LI, где

L– индуктивность, Гн (Генри)

= — f/t, где

f/t– изменение магнитного потока в одном витке

ψ= ωf, где

ψ– потокосцепление

ω– количество витков

fмагнитный поток, тогда

= — ψ/t

                                                

              контрольные вопросы

 

  1.   Что такое постоянный  электрический ток?

  2.   В каких единицах измеряется  электрический ток?

  3.   Закон Ома для полной цепи?

 4.   Что такое магнетизм?

 5. Объясните правило буравчика.

 6. Что называется магнитной индукцией?

 7. Объясните правило правой руки.

 

 

                                            Глава 3

Переменный ток и цепи переменного тока

Получение переменной электродвижущей силы

 

     Если  ток периодически через равные промежутки времени изменяется по направлению, то такой ток переменный.

     Переменный ток обладает способностью трансформироваться, что обеспечивает экономную передачу электрической энергии на большие расстояния. Двигатели переменного тока отличаются простотой устройства и малыми габаритами. Поэтому почти вся электрическая энергия вырабатывается генераторами переменного тока.

 

 

℮ — мгновенное значение э.д.с.

℮ = Bnsina,где

B– магнитная индукция, Тл (Тесла)

– активная длина проводника, м

n— скорость пересечения проводником магнитной линии

sina— угол между движением проводника и направлением магнитных линий.

     За один полный оборот проводника э.д.с. в нем с начала увеличивается от нуля до максимального значения (+Е), затем уменьшается до нуля, а дальше уменьшается до максимальной величины ().

     При дальнейшем движении проводника указанные изменения э.д.с. будут повторяться.

         Цепи переменного тока с активным и реактивными

                                 сопротивлениями

 

1.     Цепь переменного тока с активным сопротивлением

I = U/R

i = Iмsin cot

Цепь переменного тока с индуктивностью (реактивное сопротивление).

 

I= UL/XLиндуктивное сопротивление

Q = I

2XL

 

2.     Цепь переменного тока с емкостью (реактивным сопротивлением)

 

I= U/Xсемкосное сопротивление

Q= I2Xс

Мощность в цепях переменного тока

 

P – активная мощность, вт

P= I2R= UIcosα, где

cosα– коэффициент мощности

Qреактивная мощность, b·a·p

Q = UIsinα

S – полная мощность, b·a

S = √P

2 + Q2

 

Трехфазные системы

 

     Из систем многофазного тока наибольшее применение на практике получил трехфазный синусоидальный ток.

     Если сдвиг витков относительно друг друга под < 120º (2p/3), то такая трехфазная система будет называться симметричной.

1 = em1sin cot

2 = em2sin (cot — 120º)

3 = em3sin(cot— 240º)

Векторная диаграмма э.д.с.

 

 

     Существует два вида соединения трехфазных систем «звезда» и «треугольник».

 

 
 

 


Соединение «звездой» (    )

 

Uл= √3UfиIл= If

U

л – линеное напряжение

Iл– линейный ток

Uf— фазное напряжение

If— фазный ток

 

                              Соединение “треугольник” ()

 

 

Uл= UfиIл= √3If

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

контрольные вопросы

 

1. Что такое постоянный электрический ток?

2. В каких единицах измеряется электрический ток?

3. Как распределяются токи в параллельно соединенных проводниках?

4. Чему равна емкость проводника? В каких единицах из­меряетСJl емкость?

5. Как устроен конденсатор?

6. По какой формуле вычисляется емкость nлоского кон­денсатора?

7. Как надо соединить конденсаторы, чтобы их общая емкость

     увеличилась?, уменьшилась?

8. Как вычислить общую емкость конденсаторов при па­раллельном

     соединении и последовательном соедине­нии?

9. Что такое мгновенное значение ЭД С, тока и напряжения?

10. Что называется фазой?

11. Что такое частота?

12. Какова связь между периодом и часmдтой?

13. Дайте определение трехфазной системы переменного тока.

14. Какое. соединение называется звездой?

15. Какое соединение называется треугольником?

16. Какие способы измерения мощности трехфазной системы вы знаете?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                     Глава 4

                        Трансформаторы

     Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток той же частоты, по другого напряжения.

     Трансформаторы применяют для передачи электрической энергии на большие расстояния, для распределения энергии между ее потребителями, усилителях и других устройствах.

     Существуют повышающие и понижающие трансформаторы.

     Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Трансформатор состоит из сердечника и обмоток. Сердечник собирается из пластин электромеханической легированной стали, и представляет собой магнитопровод. Магнитопроводом покрывается лаком. Обмотки трансформатора выполняются из медного одножильного провода.

 

                   

1.     – первичная обмотка

2.     – сердечник

3.     – вторичная обмотка

 

Трансформатор работает в трех режимах:

1.     Холодный ход – вторичная обмотка разомкнута

2.     Рабочий режим – вторичная обмотка замкнута на нагрузку

3.     Короткого замыкания – вторичная обмотка замкнута на проводник без нагрузки

 

Электрическая схема трансформатора

 

Трехфазные трансформаторы

 

     Трехфазные трансформаторы в основном изготавливают стержневыми.

     Три одинаковых однофазных трансформатора выполнены так, что их первичные и вторичные обмотки размещены на одном стержне каждого магнитопровода, а другой не имеет обмотки.

 

 

 

 

 

 

                    

     Коэффициентом полезного действия (к.п.д.) называется отношение полезной мощности трансформатора P2к мощности потребляемой им из сети источника P1.

 

η = P2/ P1

Для однофазного трансформатора:

η= U2I2cosα2/U2I2cosα2 + Pст. + Pобм.

Длятрехфазноготрансформатора:

η= ν3U2I2cosα2/ ν3U2I2cosα2 + Pст. + Pобм., где

Pст.– потери на сердечнике

Pобм.– потери на обмотке

     У современных трансформаторов к.п.д. очень высок и достигает до 99,5%.

     Автотрансформатор конструктивно похож на однофазный трансформатор.

                          Схема понижающего автотрансформатора.

     Отношение напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе называется коэффициентом трансформации автотрансформатора, т.е.

U1/ U2= ω1/ω2= n

     Преимуществом автотрансформатора перед трансформатором той же полезной мощности является меньший расход активных материалов – обмоточного провода и стали, меньше потери энергии, более высокий к. п.д.

 

                                Глава 5.

 Электрические машины переменного тока

 

     Принцип действия электрических машин основан на использовании законов электромагнитной индукции и электромагнитных сил.

E= Bυ, где

B– магнитная индукция

– активная длина проводника

механическая  сила

Fэ– электрическая сила

 

Схема принципа действия электрической машины.

 

Принцип действия асинхронного двигателя

     Наибольшее распространение получил трехфазный асинхронный двигатель. Асинхронный двигатель отличается простотой конструкции и несложностью обслуживания. Как и любая электрическая машина переменного тока асинхронный двигатель состоит из статора и ротора. Статор – неподвижная часть машины, а ротор ее вращающаяся часть. Асинхронная машина обладает свойством обратимости. В асинхронном двигателе рабочий процесс может протекать только при асинхронной частоте, т.е. при частоте вращения ротора, не равной частоте вращения магнитного поля. В асинхронном двигателе постоянное магнитное поле заменено вращающимся магнитным полем создаваемым трехфазной системой.

     Для изменения направления вращения ротора т.е. для реверсирования двигателя, необходимо изменить направление вращения магнитного поля, созданного обмоток статора. Это достигается изменением чередования фаз обмоток статора.

 

 

 

Устройство асинхронного двигателя

 

     Сердечник статора набирается из стальных пластин толщиной 0,35 или 0,5 мм, изолируют лаком, чтобы уменьшить потери на вихревые токи, собирают в отдельные пакеты и крепят на станины. Если двигатель может работать от сети с напряжением 380 В и 220 В, то на щитке машины указаны оба напряжения, т.е. 380/220 В.

     Для более низких напряжений обмотки статора соединяются треугольником, а для высоких – звездой.

                            Соединение обмоток звездой.

                             

                 

                            Соединение обмоток треугольником.

 

 

                 

 

 

    Соединение зажимов на щитке двигателя при включении обмоток статора треугольником и звездой. В зависимости от типа обмотки асинхронные машины могут быть с фазными и короткозамкнутыми роторами. В короткозамкнутых роторах алюминий в горячем состоянии заливают в пазы ротора под давлением. Такая обмотка всегда замкнута накоротко и включение сопротивление в нее невозможно. Фазная обмотка ротора выполнена подобно статорной т. е. проводники соответствующим образом соединены между собой. Двигатели с короткозамкнутым ротором  прочнее и надежнее в эксплуатации, дешевле, чем двигатели с фазным ротором. Однако двигатели с фазным ротором обладают лучшими пусковыми и регулировочными свойствами.

 

                   Работа асинхронного двигателя под нагрузкой

 

     В рабочем режиме ротор двигателя вращается с частотой n2, меньшей частоты n1магнитного поля статора, вращающего в том же направлении, что и ротор. Поэтому магнитное поле имеющее большую частоту, скользит относительно ротора с частотой

ns= n1n2, где

ns— частота скольжения

Скольжение представляет собой отношение частицы вращения магнитного поля статора относительно вращающегося ротора к частоте поля статора.

S= ns/n1(n1n2)/n1

     Если ротор неподвижен (n2 = 0), то скольжение равно единице или 100% . если ротор вращается синхронно с магнитным полем т.е. с одинаковой частотой (n1= n2), то скольжение равно нулю. Таким образом, чем больше частота вращения ротора, тем меньше скольжение.

     Частоту вращения ротора можно определить по следующей формуле:

n2= n1ns= n1(1-S) = (60f/P)(1 — S)

     При пуске асинхронного двигателя cosα(коэффициент мощности) очень мал и пусковой ток в обмотке статора может возрастать в 5 – 7 раз по сравнению с номинальным током I4, но при частых пусках наблюдается перегрев и выход из строя двигателя.

 

Принцип действия и устройство синхронного генератора

 

     В синхронных машинах частота вращения ротора равна частоте вращения магнитного поля статора и следовательно определяется частотой тока сети и числом пар полюсов т.е.  n= 60f/P,

f= Pn/60

    Как и всякая электрическая машина, синхронная машина обладает свойством обратимости. Простейшим генератором может быть виток из проводников, вращающихся в магнитном поле. Магнитное поле возбуждается током обмотки возбуждения, помещенных в полюсах статора N– S. При вращении вита проводники пересекают магнитное поле полюсов N– C, вследствие чего в витье будет индуцироваться э.д.с. Концы витка соединены с приемником электрической энергии и по, замкнутой цепи состоящей из витка, щеток и приемника пойдет электрический ток под действием э.д.с. Индуцирующая часть в данном случае, возбуждающая магнитное поле, помещается на неподвижной части машины (статоре), а индуцируемая часть (якорь) т. е. проводники, в которых создается э.д.с. на вращающейся части машины (роторе). Широкое применение получили синхронные генераторы, в которых полюса помещены на роторе, аякорь на статоре.

     Синхронный двигатель не имеет принципиальных конструктивных отличий от синхронного генератора.

 

 

 

 

Контрольные вопросы

1.Объясните назначение и принцип действия трансфор­маторов.

2.Какую форму имеют магнитопроводы однофазных трансформаторов?

3.Каким выражением определяется действующее зна­чение ЭД С обмотки

     трансформатора?

4.Какой режим работы трансформатора называется хо­лостым ходом?

5.Каково устройство трехфазного трансформатора?

6.Как соединяются между собой обмотки трехфазных трансформаторов?

7. Объясните устройство автотрансформатора.

8.Объясните принцип действия асинхронного двигателя

 

 

 

 

 

 

            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          

 

 

                                        РАЗДЕЛ2.

                 Электронные приборы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                Глава 1.

       Электронные устройства и приборы

 

     Электронными называются устройства в которых преобразования электрической энергии и сигналов реализуется с помощью электронных активных элементов (электронных приборов).

 

Полупроводниковые диоды

 

     Полупроводниковый диод представляет собой двухслойную структуру, которая образуется в одном кристалле. Один слой имеет электропроводимость n– типа, другой p– типа.

     Диод обладает односторонней электронно-дырочной проводимостью.

 

Биполярные транзисторы

 

     Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор с двумя p– nпереходами. Он имеет трехслойную структуру n– pnили p– n– p– типа

 

 

 

к– коллектор

б– база

э– эмиттер

     В электрическую цепь включается тремя способами с общим эмиттером (оэ) с общей базой (об), с общим коллектором (ок).

                                Глава 2.

            Выпрямительные устройства

 

     Выпрямительные устройства преобразуют переменное напряжение питающей сети в постоянное напряжение на нагрузке.

 

 
 

 

 

сеть 220В                                                                                                              к нагрузке     

 

 
 

 

 

                                   Схема выпрямительных устройств

 

                           

                                       Глава 3.

                       Однофазная мостовая схема

     Однофазную двухполупериодную схему можно построить с помощью выпрямительного моста, состоящего из четырех полупроводниковых диодов.

 

                           

 

T– трансформатор

Rн — нарузка

VD1,VD2, VD3, VD4 – диодовый мост

Преобразователи постоянного тока в переменный (инверторы)

    Преобразование постоянного тока в переменный называется инвертированием, а устройство выполняющее такую функцию – инвертором.

           Принципиальная электрическая схема инвертора на тиристорах.

                                   Глава 4.                    

                       Электронные усилители

 

     Усилителем называется устройство, предназначенное для повышения мощности входного сигнала. Повышение мощности сигнала на выходе усилителя достигается преобразованием энергии источника питания постоянного тока в энергию переменного сигнала.

Схема усилительного расхода на биполярном транзисторе.

     Схема любого каскада состоит из источника питания, транзистора и цепей смещения, обеспечивающих режим транзистора по постоянному току.

 

 

 

             

контрольные вопросы

1. Что такое проводник и полупроводник?

2. ПОЧFМУ одни материалы являются проводниками, а другие изоляторами?

3. Что такое однополупереходный выпрямитель и в ка­ких случаях он применяется ?

4.  Как построен мостовой двухтактный выпрямитель?

5. Сколько вентилей необходимо для однофазного выпря­мителя однотактного и двухтактного?

6. КАКО8Ы особенности работы стабилитрона ?

7. Как стабилитрон включается в цепь?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература:

 

Касаткин А. С. Основы электротехники: Учебное пособие для сред. ПТУ. М.: Высш. школа, 1986.

Китаев В. Е. Электротехника с основами промышленной электроники: Учебник для проф. техн. училищ; М.: Высш. шк., 1985.

 

 

           ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………… 2

       РАЗДЕЛ 1. Электротехника.

 

ГЛАВА 1. Постоянный ток.………….………………………………… 3

ГЛАВА 2.Электромагнетизм.……….…………………………………  8

ГЛАВА 3.Переменный ток и цепи переменного тока…………………….11

ГЛАВА 4. Трансформаторы ……..…………………………… …………………….. 17

 

ГЛАВА 5. Электрические машины переменного и постоянного тока

                   ……..…………………………………………………………20

 

 

         РАЗДЕЛ 2. Электронные приборы.

 

                                    ГЛАВА 1. Электронные устройства и приборы.………………………27

 

ГЛАВА 2. Выпрямительные устройства.………………………………28

 

ГЛАВА 3. Однофазная мостовая схема.………………………………..29

 

ГЛАВА 4. Электронные усилители.…………………………………..…30

 

Литература………………………………………………………………. 32

Список полезной бытовой техники с изображениями • 7ESL

Список полезной бытовой техники / бытовой техники с примерами и изображениями. В наши дни существует целый ряд бытовых приборов, и постоянно изобретаются и интегрируются в дом новые. При попытке общаться на английском языке может быть огромным преимуществом возможность ссылаться на различные бытовые приборы с их английскими названиями. Это особенно полезно, если вы живете с носителями английского языка и вам нужно поговорить о приборе, например «вы знаете, где находится утюг?»

В этом разделе вы узнаете названия различных бытовых приборов, которые обычно можно найти в доме.

Бытовая техника

Бытовые приборы и устройства — это электрические / механические машины, которые выполняют некоторые домашние функции, такие как охлаждение / обогрев, приготовление пищи или уборка.

Основной перечень из бытовых инструментов и инвентаря на английском языке.

Список бытовой техники

  • Кофеварка
  • Блендер
  • Смеситель
  • Тостер
  • Микроволновая печь
  • Кастрюля
  • Рисоварка
  • Скороварка
  • Бакалавр-гриль (У.К)
  • Плита
  • Лампа
  • Лампочка
  • Фонарь
  • Факел
  • Утюг
  • Электродрель
  • Чайник
  • Водонагреватель (Великобритания) / Электрочайник / Горячий горшок (США)
  • Очиститель воды
  • Кухонная вытяжка
  • Электрогитара
  • Пылесос
  • Электровентилятор
  • Испарительный охладитель
  • Кондиционер
  • Духовка
  • Посудомоечная машина
  • Телевидение
  • Динамик
  • Сушилка для белья
  • Стиральная машина
  • Холодильник

Выучите эти названия бытовой техники, чтобы пополнить свой английский словарный запас.

Штифт

Названия бытовой техники с изображениями и примерами

Кофеварка

— Кларисса выбежала и купила большую электрическую кофеварку за 40 долларов перед ужином.

Штифт

Блендер

— Залейте сухие ингредиенты, накройте крышкой и взбалтывайте в блендере примерно 1 минуту.

Штифт

Смеситель

— Взбить яйца и сахар электрической миксером .

Штифт

Тостер

— Она первой купила тостер .

Штифт

Микроволновая печь

— У нее есть микроволновая печь , но использует ее в основном для размораживания хлеба.

Штифт

Мультиварка

— Многие из ваших любимых блюд можно приготовить медленно в мультиварке .

Штифт

Рисоварка

— Рис можно также приготовить на газовой плите или рисоварке .

Штифт

Скороварка

— Скороварка сокращает время приготовления.

Штифт

Бакалавр гриль (Великобритания)

— У меня бакалавр-гриль .

Штифт

Плита

— Суп разогревается на плите .

Штифт

Лампа

— Включила прикроватную лампу .

Штифт

Лампочка

— Лампочка требует замены.

Штифт

Фонарь

— Фонарь свисал с крыши.

Штифт

Горелка

— Она высветила фонарик как сигнал.

Штифт

Утюг

— Я опалила платье утюгом .

Штифт

Электродрель

— Можно ли работать электродрелью ?

Штифт

Чайник

— Я поставлю чайник и сделаю нам чаю.

Штифт

Плита для воды (Великобритания) / Электрочайник / Горшок (США)

— Мне не нравится дизайн этого электрочайника .

Штифт

Водоочиститель

— Он хочет продать очистителей воды .

Штифт

Кухонная вытяжка

— Моя сестра чистит кухонную вытяжку .

Штифт

Электрогитара

— Я начал играть на электрогитаре в старшей школе.

Штифт

Пылесос

— Он слышал жужжание пылесоса .

Штифт

Электровентилятор

— В нашей комнате есть электровентилятор .

Штифт

Испарительный охладитель

— Другой способ сохранить продукты свежими — использовать испарительный охладитель .

Штифт

Кондиционер

— Помещение охлаждается кондиционером .

Штифт

Духовка

— Хлеб выпекается в печи .

Штифт

Посудомоечная машина

— Купили посудомоечную машину в кредит.

Штифт

Телевидение

— Мы не ложились спать допоздна, чтобы посмотреть фильм на телеканале .

Штифт

Динамик

— Мне нужен новый динамик .

Штифт

Сушилка для белья

— Сушилка для белья сильно нагревается.

Штифт

Стиральная машина

— Выкиньте грязную одежду в стиральную машину .

Штифт

Холодильник

— Холодильник поддерживает постоянную температуру продуктов.

Штифт

Бытовая техника Изображение

Штифт

Словарь по инструментам и оборудованию

Список из инструментов и оборудования , классифицированных по различным категориям.

Перечень предметов домашнего обихода:

Инструменты, приспособления, приспособления и оборудование прочие:

8 Обычная бытовая техника и устройства с двигателями

Изобретение двигателей — это событие, изменившее мир, которое сильно и безвозвратно повлияло на то, как мы живем.

Нигде это не проявляется так заметно, как в видах транспорта, которыми мы пользуемся, чтобы добраться из одного места в другое. От наших машин, морских кораблей и самолетов, курсирующих в самом небе над нами.

Motors также повлияли на то, как мы живем дома, особенно когда дело касается домашних дел. Вот несколько удивительных примеров бытовой техники и устройств, в которых используется технология электродвигателей (или, по крайней мере, тех, о которых вы, возможно, не думали поначалу).

Одна из самых распространенных бытовых приборов со времен появления Интернета! На самом деле компьютеры делают спортивные моторы, даже если на первый взгляд кажется, что у них нет движущихся частей. Двигатели связаны с жесткими дисками.Он «раскручивает» пластины в приводе и считывает хранящиеся на них данные. Вентиляторы охлаждения, которые отводят горячий воздух изнутри устройства, также требуют вращения двигателей.

Другой распространенный бытовой прибор, холодильник нуждается в небольших двигателях для работы его компрессора. Это сжимает хладагент в жидкость, чтобы создать низкую температуру, которая помогает сохранить свежие продукты. По такому же принципу работают кондиционеры.

В микроволновой печи также есть мотор, кухонный прибор, используемый для нагрева остатков и оттаивания замороженных продуктов.В основном это связано с механизмом поворотного стола, который медленно вращает пищу, когда микроволновая печь сама начинает процесс нагрева.

Стиральной машине нужен мощный двигатель, чтобы выполнять свою работу — чистить грязное белье! Для машин с двумя ваннами, у которых есть стиральная ванна и ванна центробежной сушилки, необходимы два двигателя. С другой стороны, машины с фронтальной загрузкой обычно обходятся одним.

Это неизменно надежное устройство требует мощного всасывающего двигателя для «всасывания» пыли и грязи с полов и ковров.Некоторые модели даже позволяют реверсировать поток воздуха. Это позволит вам использовать очиститель в качестве воздуходувки в спешке.

Да, в этом карманном компьютере в сумке или кармане тоже есть пара двигателей! Один из них легко найти — тот, который дает вашему телефону функцию вибрации. Также в объективе камеры телефона есть один, который помогает фокусироваться, масштабировать и стабилизировать изображение.

Это автоматизированное чудо, которое позволяет нам быстро и тщательно чистить зубы, также имеет в себе микромотор.Это заставляет головку щетины вибрировать и вращаться при нажатии кнопки.

Альтернатива кондиционеру — один из самых больших двигателей, когда-либо предназначенных для работы в доме. В зависимости от размера и модели он также может быть самым громким. Никто не может отрицать, насколько энергоэффективным и рентабельным является снижение температуры в жаркий и влажный полдень.

Вот и все — восемь самых распространенных бытовых приборов и устройств, в которых используются моторы! Некоторые из них совершенно очевидны, другие — не слишком, особенно если у вас никогда не было опыта их разборки.Но это действительно показывает, насколько появление электродвигателей изменило ландшафт современного удобства — и мы можем только предполагать, какие изменения в правилах игры могут произойти дальше по мере развития технологий.

Есть ли у вас какие-нибудь другие электроприборы или устройства, которые были бы полезны в вашей повседневной деятельности? Поговорим об этом в комментариях ниже 🙂

Бытовые приборы и устройства Словарь английского языка

Выучите английский словарь по бытовой технике и технике.

Бытовые приборы и устройства — это электрические / механические машины, которые выполняют некоторые домашние функции, такие как охлаждение / обогрев, приготовление пищи или уборка.

Бытовые приборы и устройства Словарь

Словарь по бытовой технике и оборудованию — Видео

  • Кондиционер: устройство, которое охлаждает и сушит воздух в одной комнате или во всем доме (центральное кондиционирование).
  • Радиатор: нагревает комнату, когда через устройство проходит горячая вода.
  • Панель управления термостатом / тепловым насосом: устройство, используемое для установки температуры кондиционера, обогревателя или теплового насоса.
  • Электрический вентилятор: устройство с металлическими или пластиковыми лопастями, которые вращаются по кругу и охлаждают и циркулируют воздух.
  • Обогреватель: небольшое электрическое устройство, которое используется для обогрева отдельной комнаты или большой площади.
  • Водонагреватель: большой резервуар, который вмещает и нагревает воду, используемую в доме.
  • Настольная лампа: небольшая лампа, используемая для освещения определенной области, чтобы было легче увидеть, над чем вы работаете.
  • Телевизор с плоским экраном: телевизор с плоским экраном.
  • Пылесос: машина, используемая для очистки полов, ковров и ковриков путем всасывания крошек, грязи и других частиц.
  • Утюг: использует тепло и / или пар для разглаживания складок на одежде.
  • Стиральная машина: очищает одежду и другие материалы водой с мылом, а затем отжимает воду, чтобы они могли высохнуть быстрее.
  • Сушилка / сушилка для белья: машина, которая используется для сушки и удаления ворса (мелких частиц ткани) с одежды.
  • Посудомоечная машина: машина для мытья и сушки посуды, стаканов, столового серебра, кастрюль и сковородок.
  • Плита и духовка: используются для приготовления пищи с использованием тепла (электричества или газа).
  • Холодильник и морозильник: устройство, сохраняющее продукты холодным воздухом. В холодильнике используется холодный воздух, а в морозильной камере очень холодный воздух для замораживания продуктов.
  • Фритюрница: машина для жарки продуктов в очень горячем масле

Глава 81 — Электрические приборы и оборудование

Глава 81 — Электрические приборы и оборудование

ОБЩИЙ ПРОФИЛЬ

Н. А. Смит

Обзор сектора

Электрооборудование включает в себя широкий спектр устройств. Было бы невозможно включить информацию обо всех единицах оборудования, и поэтому данная глава будет ограничена описанием продукции некоторых основных отраслей.При производстве такого оборудования задействованы многочисленные процессы. В этой главе обсуждаются опасности, с которыми могут столкнуться люди, работающие на производстве батарей, электрических кабелей, электрических ламп и общего бытового электрического оборудования. Он концентрируется на электрическом оборудовании; электронное оборудование подробно рассматривается в главе «Микроэлектроника и полупроводники».

Развитие отрасли

Новаторское открытие электромагнитной индукции сыграло важную роль в развитии современной обширной электротехнической промышленности.Открытие электрохимического эффекта привело к разработке батарей как средств питания электрооборудования от портативных источников питания с использованием систем постоянного тока. Когда были изобретены устройства, которые питались от сети, потребовалась система передачи и распределения электроэнергии, что привело к появлению гибких электрических проводников (кабелей).

Ранние формы искусственного освещения (т. Е. Угольная дуга и газовое освещение) были заменены лампой накаливания (первоначально с углеродной нитью, представленной Джозефом Своном в Англии в январе 1879 г.).Лампа накаливания должна была обладать беспрецедентной монополией в домашнем, коммерческом и промышленном применении до начала Второй мировой войны, когда была представлена ​​люминесцентная лампа. Другие формы разрядного освещения, все из которых зависят от прохождения электрического тока через газ или пар, были впоследствии разработаны и имеют множество применений в торговле и промышленности.

Другие электроприборы во многих областях (например, аудиовизуальные, отопительные, кухонные и холодильные) постоянно развиваются, и ассортимент таких устройств увеличивается.Типичным примером является появление спутникового телевидения и микроволновой печи.

В то время как наличие и доступность сырья оказали значительное влияние на развитие отраслей, расположение отраслей не обязательно определялось местоположением источников сырья. Сырье часто обрабатывается третьей стороной, прежде чем оно будет использовано при сборке электрических приборов и оборудования.

Характеристики персонала

Навыки и знания, которыми обладают те, кто работает в отрасли сейчас, отличаются от тех, которыми обладали рабочие в предыдущие годы.Оборудование, используемое при производстве аккумуляторов, кабелей, ламп и бытовых электроприборов, высоко автоматизировано.

Во многих случаях тем, кто в настоящее время занят в отрасли, требуется специальная подготовка для выполнения своей работы. Работа в команде является важным фактором в отрасли, поскольку многие процессы включают системы производственных линий, где работа отдельных людей зависит от работы других.

Все большее количество производственных процессов, связанных с производством электроприборов, основывается на той или иной форме компьютеризации. Следовательно, необходимо, чтобы персонал был знаком с компьютерными технологиями. Это может не представлять никаких проблем для молодых сотрудников, но у пожилых сотрудников может не быть предыдущего опыта работы с компьютером, и вполне вероятно, что их потребуется переобучить.

Экономическое значение отрасли

Некоторые страны получают больше выгоды от производства электроприборов и оборудования, чем другие. Эта отрасль имеет экономическое значение для тех стран, из которых поступает сырье, и для тех стран, в которых собирается и / или производится конечная продукция.Сборка и строительство ведутся во многих странах.

Сырье не может быть бесконечным. По возможности, выброшенное оборудование следует использовать повторно. Однако затраты, связанные с возвратом тех частей выброшенного оборудования, которые могут быть повторно использованы, в конечном итоге могут оказаться чрезмерно высокими.

ПРОИЗВОДСТВО СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Барри П. Келли

Первая практическая конструкция свинцово-кислотной батареи была разработана Гастоном Планте в 1860 году, и с тех пор производство продолжает неуклонно расти. Автомобильные батареи представляют собой основное применение свинцово-кислотных технологий, за которыми следуют промышленные батареи (резервная мощность и тяга). Более половины мирового производства свинца идет на батареи.

Низкая стоимость и простота изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов по сравнению с другими электрохимическими парами должны обеспечить постоянный спрос на эту систему в будущем.

Свинцово-кислотная батарея имеет положительный электрод из пероксида свинца (PbO 2 ) и отрицательный электрод из губчатого свинца с большой площадью поверхности (Pb).Электролит представляет собой раствор серной кислоты с удельным весом от 1,21 до 1,30 (от 28 до 39% по весу). При разряде оба электрода превращаются в сульфат свинца, как показано ниже:

Производственный процесс

Производственный процесс, показанный на технологической схеме (рисунок 81.1), описан ниже:

Производство оксида: Оксид свинца получают из свинцовых чушек (массы свинца из плавильных печей) одним из двух способов — в котле Бартона или в процессе измельчения. В процессе Barton Pot расплавленный свинец продувается воздухом, образуя тонкий поток капелек свинца. Капли реагируют с кислородом воздуха с образованием оксида, который состоит из свинцовой сердцевины с покрытием из оксида свинца (PbO).

Рисунок 81.1 Процесс производства свинцово-кислотных аккумуляторов

В процессе измельчения твердый свинец (размер которого может варьироваться от маленьких шариков до целых чушек) подается во вращающуюся мельницу. При вращении свинца выделяется тепло, и поверхность свинца окисляется.По мере того, как частицы катятся в барабане, поверхностные слои оксида удаляются, чтобы открыть более чистый свинец для окисления. Воздушный поток переносит порошок в рукавный фильтр, где он собирается.

Производство сеток: сетки производятся в основном путем литья (как автоматического, так и ручного) или, особенно для автомобильных аккумуляторов, расширения из кованого или литого свинцового сплава.

Паста: Аккумуляторная паста производится путем смешивания оксида с водой, серной кислотой и рядом запатентованных добавок. Паста вдавливается машиной или вручную в решетку, и пластины обычно подвергаются быстрой сушке в высокотемпературной печи.

Пластины, наклеенные на пластину, отверждают, храня их в печах при тщательно контролируемых условиях температуры, влажности и времени. Свободный свинец в пасте превращается в оксид свинца.

Формовка, резка и сборка пластин: пластины аккумуляторных батарей подвергаются электрическому формованию одним из двух способов. При формировании резервуара пластины загружаются в большие ванны с разбавленной серной кислотой, и постоянный ток пропускается, чтобы сформировать положительные и отрицательные пластины.После сушки пластины разрезаются и собираются с разделителями между ними в аккумуляторные ящики. Пластины одинаковой полярности соединяются сваркой вместе выступов пластин.

При формировании банки пластины электрически формуются после сборки в аккумуляторные ящики.

Опасности для профессионального здоровья и меры контроля

Свинец

Свинец — основная опасность для здоровья, связанная с производством батарей. Основной путь воздействия — через дыхательные пути, но проглатывание также может вызвать проблемы, если недостаточно внимания уделяется личной гигиене.Воздействие может происходить на всех этапах производства.

Производство оксида свинца потенциально очень опасно. Воздействие контролируется путем автоматизации процесса, что устраняет опасность для рабочих. На многих заводах этим процессом управляет один человек.

При литье через решетку воздействие паров свинца сводится к минимуму за счет использования местной вытяжной вентиляции (LEV) вместе с термостатическим контролем свинцовых ванн (выбросы паров свинца заметно возрастают при превышении 500 ° C). Свинцовый окалина, которая образуется поверх расплавленного свинца, также может вызывать проблемы.Окалина содержит большое количество очень мелкой пыли, и при ее утилизации необходимо соблюдать особую осторожность.

Области оклеивания традиционно приводят к высокому содержанию свинца. Этот метод производства часто приводит к попаданию брызг свинцовой суспензии на оборудование, пол, фартуки и обувь. Эти брызги высыхают и образуют переносимую по воздуху свинцовую пыль. Контроль достигается за счет постоянного увлажнения пола и частой протирки фартуков.

Воздействие свинца в других отделах (формовка, резка листов и сборка) происходит при обращении с сухими пыльными листами.Уровень воздействия минимизируется с помощью LEV вместе с надлежащим использованием средств индивидуальной защиты.

Во многих странах действуют законы, ограничивающие степень воздействия на рабочем месте, и существуют количественные стандарты для уровней свинца в воздухе и крови.

Обычно для взятия проб крови у рабочих, подвергшихся воздействию, нанимается специалист по гигиене труда. Частота анализа крови может варьироваться от одного года для работников с низким уровнем риска до ежеквартального анализа для сотрудников отделений с высоким уровнем риска (например,г., оклейка). Если уровень свинца в крови рабочего превышает установленный законом предел, тогда работник должен быть отстранен от любого воздействия свинца на работе до тех пор, пока содержание свинца в крови не упадет до уровня, который медицинский консультант считает приемлемым.

Отбор проб воздуха на свинец дополняет анализ крови на свинец. Предпочтительным методом является персональный, а не статический отбор проб. Обычно требуется большое количество проб свинца в воздухе из-за присущей вариабельности результатов. Использование правильных статистических процедур при анализе данных может дать информацию об источниках свинца и может стать основой для внесения улучшений в инженерное проектирование.Регулярный отбор проб воздуха можно использовать для оценки постоянной эффективности систем контроля.

Допустимые концентрации свинца в воздухе и свинца в крови варьируются от страны к стране и в настоящее время составляют от 0,05 до 0,20 мг / м 3 и от 50 до 80 мг / дл соответственно. Эти лимиты продолжают снижаться.

Помимо обычных технических средств контроля, необходимы другие меры для минимизации воздействия свинца. В производственных помещениях запрещается есть, курить, пить или жевать жевательную резинку.

Должны быть предусмотрены подходящие помещения для стирки и переодевания, чтобы рабочая одежда могла храниться отдельно от личной одежды и обуви. Умывальники / душевые должны располагаться между чистыми и грязными участками.

Серная кислота

В процессе формирования активный материал на пластинах преобразуется в PbO 2 на положительном электроде и Pb на отрицательном электроде. Когда пластины становятся полностью заряженными, ток пласта начинает диссоциировать воду в электролите на водород и кислород:

Положительный: H 2 O → 2H + + ½ O 2 + 2e

Отрицательный:

При выделении газа образуется туман серной кислоты.В свое время эрозия зубов была обычным явлением среди рабочих в районах формирования. Компании, производящие аккумуляторные батареи, традиционно прибегали к услугам стоматолога, и многие продолжают это делать.

Недавние исследования (IARC 1992) предположили возможную связь между воздействием тумана неорганической кислоты (включая серную кислоту) и раком гортани. Исследования в этой области продолжаются.

Стандарт воздействия серной кислоты на рабочем месте в Великобритании составляет 1 мг / м 3 . Экспозицию можно поддерживать ниже этого уровня с помощью LEV над контурами пласта.

Также вызывает беспокойство воздействие на кожу коррозионной жидкости серной кислоты. Меры предосторожности включают средства индивидуальной защиты, фонтанчики для промывания глаз и аварийный душ.

Тальк

Тальк используется в некоторых операциях ручного литья в качестве смазки для форм. Длительное воздействие тальковой пыли может вызвать пневмокониоз, поэтому важно, чтобы пыль контролировалась соответствующей вентиляцией и мерами контроля процесса.

Искусственные минеральные волокна (MMF)

Сепараторы используются в свинцово-кислотных аккумуляторах для электрической изоляции положительного полюса от отрицательного. На протяжении многих лет использовались различные типы материалов (например, резина, целлюлоза, поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен), но все чаще используются сепараторы из стекловолокна. Эти сепараторы изготавливаются из MMF.

Повышенный риск рака легких среди рабочих был продемонстрирован еще на заре индустрии минеральной ваты (HSE 1990). Однако это могло быть вызвано другими канцерогенными материалами, которые использовались в то время. Тем не менее, разумно гарантировать, что любое воздействие MMF сведено к минимуму либо за счет полного ограждения, либо за счет LEV.

Стибин и арсин

Сурьма и мышьяк обычно используются в сплавах свинца, и при определенных обстоятельствах можно производить стибин (SbH 3 ) или арсин (AsH 3 ):

· при чрезмерной перезарядке ячейки

· когда окалина свинцово-кальциевого сплава смешана с окалиной свинцово-сурьмянистого или свинцово-мышьякового сплава.Два шлака могут химически реагировать с образованием стибида кальция или арсенида кальция, которые при последующем смачивании могут образовывать SbH 3 или AsH 3 .

Стибин и арсин — высокотоксичные газы, разрушающие эритроциты. Строгий контроль технологического процесса во время производства батарей должен предотвратить любой риск воздействия этих газов.

Физические опасности

При производстве батарей также существует множество физических опасностей (например,g., шум, расплавленный металл и брызги кислоты, опасность поражения электрическим током и ручное обращение), но риски, связанные с этим, можно снизить с помощью соответствующих технических средств и контроля процесса.

Проблемы окружающей среды

Влияние свинца на здоровье детей широко изучено. Поэтому очень важно, чтобы выбросы свинца в окружающую среду были минимальными. На заводах по производству аккумуляторов следует фильтровать наиболее загрязняющие выбросы в атмосферу. Все технологические отходы (обычно кислые свинцовые шламы) следует перерабатывать на очистных сооружениях для нейтрализации кислоты и осаждения свинца из суспензии.

Будущие разработки

Вполне вероятно, что в будущем ограничения на использование свинца будут ужесточаться. В профессиональном смысле это приведет к увеличению автоматизации процессов, так что рабочий будет удален от опасности.

АККУМУЛЯТОРЫ

Н. А. Смит

Термин «батарея» относится к совокупности отдельных элементов, которые могут вырабатывать электричество посредством химических реакций. Ячейки делятся на основные и второстепенные.В первичных элементах химические реакции, которые вызывают поток электронов, необратимы, и поэтому элементы не так легко перезарядить. И наоборот, вторичные элементы должны быть заряжены перед их использованием, что достигается пропусканием электрического тока через элемент. Преимущество вторичных элементов заключается в том, что их можно многократно перезаряжать и разряжать в процессе использования.

Классический основной аккумулятор в повседневном использовании — это сухой элемент Leclanché, названный так потому, что электролит представляет собой пасту, а не жидкость.Типичным примером элемента Leclanché являются цилиндрические батарейки, используемые в фонариках, портативных радиоприемниках, калькуляторах, электрических игрушках и т.п. В последние годы щелочные батареи, такие как цинк-марганцевые элементы, стали более распространенными для этого типа использования. Миниатюрные или кнопочные батарейки нашли применение в слуховых аппаратах, компьютерах, часах, фотоаппаратах и ​​другом электронном оборудовании. Ячейка из оксида серебра и цинка, ртутная ячейка, цинково-воздушная ячейка и литий-марганцевая ячейка являются некоторыми примерами.На рис. 81.2 показан вид типичной миниатюрной щелочной батареи в разрезе.

Рисунок 81.2 Щелочная миниатюрная батарея в разрезе

Классическим вторичным или аккумуляторным аккумулятором является свинцово-кислотный аккумулятор, широко используемый в транспортной отрасли. Вторичные батареи также используются на электростанциях и в промышленности. Перезаряжаемые инструменты с батарейным питанием, зубные щетки, фонарики и тому подобное — это новый рынок вторичных элементов. Вторичные никель-кадмиевые элементы становятся все более популярными, особенно в карманных элементах для аварийного освещения, запуска дизельных двигателей, а также в стационарных и тяговых устройствах, где надежность, длительный срок службы, частая перезарядка и низкотемпературные характеристики перевешивают их дополнительные затраты.

В разрабатываемых аккумуляторных батареях для электромобилей используется сульфид лития-железа, цинк-хлор и натрий-сера.

В таблице 81.1 приведен состав некоторых распространенных батарей.

Таблица 81.1 Состав обычных батарей

Тип аккумулятора

Отрицательный электрод

Положительный электрод

Электролит

Первичные элементы

Сухая камера Leclanché

цинк

Диоксид марганца

Вода, хлорид цинка, хлорид аммония

Щелочная

цинк

Диоксид марганца

Гидроксид калия

Меркурий (ячейка Рубенса)

цинк

Оксид ртути

Гидроксид калия, оксид цинка, вода

Серебро

цинк

Оксид серебра

Гидроксид калия, оксид цинка, вода

Литий

Литий

Диоксид марганца

Хлорат лития, LiCF 3 SO 3

Литий

Литий

Диоксид серы

Диоксид серы, ацетонитрил, бромид лития

Тионилхлорид

Литий-алюминийхлорид

Цинк в воздухе

цинк

Кислород

Оксид цинка, гидроксид калия

Вторичные элементы

Свинцово-кислотный

Свинец

Диоксид свинца

Разбавленная серная кислота

Никель-железо (батарея Эдисона)

Утюг

Оксид никеля

Гидроксид калия

Никель-кадмиевый

Гидроксид кадмия

Гидроксид никеля

Гидроксид калия, возможно гидроксид лития

Серебро-цинк

Цинковый порошок

Оксид серебра

Гидроксид калия

Производственные процессы

Несмотря на явные различия в производстве батарей разных типов, существует несколько общих процессов: взвешивание, измельчение, смешивание, прессование и сушка составляющих ингредиентов. На современных аккумуляторных заводах многие из этих процессов закрыты и в высокой степени автоматизированы с использованием герметичного оборудования. Следовательно, воздействие различных ингредиентов может происходить во время взвешивания и загрузки, а также во время очистки оборудования.

На старых аккумуляторных заводах многие операции измельчения, смешивания и другие операции выполняются вручную, или перенос ингредиентов с одного этапа процесса на другой выполняется вручную. В этих случаях высок риск вдыхания пыли или контакта кожи с едкими веществами.Меры предосторожности при пылеобразовании включают полное ограждение и механизированное обращение и взвешивание порошков, местную вытяжную вентиляцию, ежедневную влажную уборку и / или уборку пылесосом и ношение респираторов и других средств индивидуальной защиты во время операций по техническому обслуживанию.

Шум также представляет опасность, так как компрессорные и упаковочные машины издают шум. Важны методы контроля шума и программы сохранения слуха.

Электролиты во многих батареях содержат едкий гидроксид калия.Меры предосторожности указаны для защиты кожи и глаз. Воздействие также может происходить с частицами токсичных металлов, таких как оксид кадмия, ртуть, оксид ртути, никель и соединения никеля, а также соединения лития и лития, которые используются в качестве анодов или катодов в определенных типах батарей. Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, которую иногда называют аккумулятором, может быть сопряжена со значительной опасностью воздействия свинца и обсуждается отдельно в статье Производство свинцово-кислотных аккумуляторов.

Металлический литий обладает высокой реакционной способностью, поэтому литиевые батареи необходимо собирать в сухой атмосфере, чтобы избежать реакции лития с водяным паром. Диоксид серы и тионилхлорид, используемые в некоторых литиевых батареях, опасны для органов дыхания. Газообразный водород, используемый в никель-водородных батареях, представляет опасность пожара и взрыва. Они, а также материалы в недавно разработанных батареях потребуют особых мер предосторожности.

Ячейки Leclanché

Сухие батареи Leclanché производятся, как показано на рисунке 81.3. Положительный электрод или катодная смесь содержит от 60 до 70% диоксида марганца, а остальная часть состоит из графита, ацетиленовой сажи, солей аммония, хлорида цинка и воды. Сухой тонкоизмельченный диоксид марганца, графит и ацетиленовая сажа взвешиваются и загружаются в мельницу-смеситель; Добавляют электролит, содержащий воду, хлорид цинка и хлорид аммония, и приготовленную смесь прессуют на таблетирующем или агломерирующем прессе с ручной подачей. В некоторых случаях смесь сушат в печи, просеивают и увлажняют перед таблетированием.Таблетки проверяют и упаковывают на машинах с ручной загрузкой после того, как им дают затвердеть в течение нескольких дней. Затем агломераты помещаются в поддоны и пропитываются электролитом, и теперь они готовы к сборке.

Рисунок 81.3 Технологическая схема производства элементов питания Leclanché

Анод представляет собой цинковый корпус, который изготавливается из цинковых заготовок на горячем прессе (или листы цинка складываются и привариваются к корпусу). Органическая желатиновая паста, состоящая из кукурузного и мучного крахмалов, пропитанных электролитом, смешивается в больших чанах.Ингредиенты обычно засыпаются из мешков без взвешивания. Затем смесь очищают цинковой стружкой и диоксидом марганца. Хлорид ртути добавляется к электролиту для образования амальгамы с внутренней частью цинкового контейнера. Эта паста образует проводящую среду или электролит.

Ячейки собираются путем автоматической заливки необходимого количества гелеобразной пасты в цинковые корпуса для образования внутренней гильзы, покрывающей цинковый контейнер. В некоторых случаях корпуса получают хроматную отделку за счет заливки и опорожнения смеси хромовой и соляной кислоты перед добавлением гелеобразной пасты.Затем катодный агломерат помещается в центр корпуса. Углеродный стержень расположен по центру катода и действует как токоприемник.

Цинковая ячейка затем герметизируется расплавленным воском или парафином и нагревается пламенем для лучшего уплотнения. Затем элементы свариваются вместе, образуя аккумулятор. Реакция аккума:

2 MnO 2 + 2 NH 4 Cl + Zn → ZnCl 2 + H 2 O 2 + Mn 2 O 3

Рабочие могут подвергаться воздействию диоксида марганца во время взвешивания, загрузки миксера, измельчения, очистки печи, просеивания, ручного прессования и упаковки, в зависимости от степени автоматизации, герметичности помещения и местной вытяжной вентиляции.При ручном прессовании и влажном обертывании возможно воздействие влажной смеси, которая при высыхании образует вдыхаемую пыль; дерматит может возникнуть в результате воздействия слабокоррозионного электролита. Меры личной гигиены, перчатки и средства защиты органов дыхания для операций по очистке и техническому обслуживанию, душевые и отдельные шкафчики для рабочей и уличной одежды могут снизить эти риски. Как упоминалось выше, оберточный и таблеточный пресс может создавать опасность шума.

Смешивание происходит автоматически во время производства гелеобразной пасты, и единственное воздействие — во время добавления материалов. При добавлении хлорида ртути к желатиновой пасте существует риск вдыхания и абсорбции через кожу, а также возможное отравление ртутью. Необходим LEV или средства индивидуальной защиты.

Также возможно воздействие проливов хромовой и соляной кислоты во время хроматирования, а также сварочного дыма и дыма от нагрева герметика. Подходящими мерами предосторожности являются механизация процесса хроматирования, использование перчаток и LEV для термосваривания и сварки.

Никель-кадмиевые батареи

Наиболее распространенный сегодня метод изготовления никель-кадмиевых электродов — это нанесение активного электродного материала непосредственно на пористую спеченную никелевую подложку или пластину. (См. Рисунок 81.4.) Пластина изготавливается путем вдавливания пасты из спеченного никелевого порошка (часто получаемого путем разложения карбонила никеля) в открытую решетку из перфорированной листовой стали с никелевым покрытием (или никелевой сетки или стальной сетки с никелевым покрытием). а затем спекание или сушку в печи.Эти пластины затем можно разрезать, взвешивать и формовать (прессовать) для определенных целей или свернуть в спираль для ячеек бытового типа.

Рисунок 81.4 Технологическая схема производства никель-кадмиевых батарей с использованием спеченного никеля

Затем спеченную пластину пропитывают раствором нитрата никеля для положительного электрода или нитратом кадмия для отрицательного электрода. Эти бляшки ополаскиваются и сушатся, погружаются в гидроксид натрия с образованием гидроксида никеля или гидроксида кадмия, затем снова промываются и сушатся.Обычно следующим шагом является погружение положительного и отрицательного электродов в большую временную ячейку, содержащую от 20 до 30% гидроксида натрия. Циклы зарядки-разрядки выполняются для удаления примесей, а электроды удаляются, промываются и сушатся.

Альтернативный способ изготовления кадмиевых электродов — приготовление пасты из оксида кадмия, смешанного с графитом, оксидом железа и парафином, которую измельчают и, наконец, уплотняют между роликами, чтобы сформировать активный материал. Затем ее прессуют в движущуюся перфорированную стальную полосу, которую сушат, иногда прессуют и разрезают на пластины.На этом этапе могут быть прикреплены ушки.

Следующие шаги включают сборку элементов и батарей. Для больших батарей отдельные электроды затем собираются в группы электродов с пластинами противоположной полярности, чередующимися пластиковыми разделителями. Эти группы электродов могут быть соединены болтами или сварены вместе и помещены в стальной никелированный кожух. Совсем недавно были представлены пластиковые корпуса для батарей. Ячейки заполнены раствором электролита гидроксида калия, который также может содержать гидроксид лития.Затем элементы собираются в батареи и скрепляются болтами. Пластиковые ячейки могут быть скреплены или скреплены вместе. Каждая ячейка соединяется с помощью соединительного кабеля с соседней ячейкой, оставляя положительный и отрицательный полюсы на концах батареи.

Для цилиндрических батарей пропитанные пластины собирают в группы электродов путем наматывания положительного и отрицательного электродов, разделенных инертным материалом, в герметичный цилиндр. Затем электродный цилиндр помещают в металлический никелированный корпус, добавляют электролит гидроксида калия и герметизируют ячейку сваркой.

Химическая реакция, связанная с зарядкой и разрядкой никель-кадмиевых батарей:

Основное потенциальное воздействие кадмия происходит при обращении с нитратом кадмия и его раствором при изготовлении пасты из порошка оксида кадмия и обращении с высушенными активными порошками. Облучение также может происходить при утилизации кадмия из лома. Помещение и автоматическое взвешивание и смешивание могут снизить эти риски на ранних этапах.

Подобные меры могут контролировать воздействие соединений никеля.Производство спеченного никеля из карбонила никеля, хотя и осуществляется в закрытом оборудовании, связано с потенциальным воздействием чрезвычайно токсичного карбонила никеля и монооксида углерода. Процесс требует постоянного контроля на предмет утечки газа.

Работа с едким калием или гидроксидом лития требует соответствующей вентиляции и индивидуальной защиты. Сварка выделяет дым и требует низкого уровня давления.

Последствия для здоровья и характер заболеваний

Наиболее серьезными опасностями для здоровья при производстве традиционных аккумуляторов являются воздействия свинца, кадмия, ртути и диоксида марганца.Опасность, связанная со свинцом, обсуждается в других разделах этой главы и энциклопедии. Кадмий может вызывать заболевание почек и является канцерогенным. Было обнаружено, что воздействие кадмия широко распространено на заводах по производству никель-кадмиевых аккумуляторов в США, и многие рабочие должны были быть уволены по медицинским показаниям в соответствии с положениями Стандартов по кадмию Администрации охраны труда и здоровья из-за высоких уровней кадмия в крови и моче (McDiarmid et al. 1996) . Ртуть влияет на почки и нервную систему. Чрезмерное воздействие паров ртути было показано в исследованиях нескольких заводов по производству ртутных батарей (Telesca 1983).Было показано, что воздействие диоксида марганца является высоким при смешивании порошков и обращении с ними при производстве щелочных сухих элементов (Wallis, Menke and Chelton 1993). Это может привести к нейрофункциональному дефициту у аккумуляторных работников (Roels et al. 1992). Пыль марганца, если она всасывается в чрезмерных количествах, может привести к расстройствам центральной нервной системы, подобным синдрому Паркинсона. Другие металлы, вызывающие озабоченность, включают никель, литий, серебро и кобальт.

Ожоги кожи могут возникнуть в результате воздействия растворов хлорида цинка, гидроксида калия, гидроксида натрия и гидроксида лития, используемых в электролитах батарей.

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОКАБЕЛЯ

Дэвид А. OMalley

Кабели бывают разных размеров для различных целей, от сверхтонких силовых кабелей, передающих электрическую мощность более 100 киловольт, до телекоммуникационных кабелей. В прошлом в последних использовались медные проводники, но их заменили волоконно-оптические кабели, которые несут больше информации в гораздо меньшем кабеле. Между ними находятся обычные кабели, используемые для домашней электропроводки, другие гибкие кабели и силовые кабели с напряжением ниже, чем у кабелей повышенного напряжения. Кроме того, существуют более специализированные кабели, такие как кабели с минеральной изоляцией (используются там, где важна их внутренняя защита от возгорания в результате пожара — например, на заводе, в отеле или на борту корабля), эмалированные провода (используемые в качестве электрических обмотки для двигателей), мишурный провод (используемый в фигурном соединении телефонной трубки), кабели для кухонных плит (в которых раньше использовалась асбестовая изоляция, но теперь используются другие материалы) и так далее.

Материалы и процессы

Проводников

Самым распространенным материалом, используемым в качестве проводника в кабелях, всегда была медь из-за ее электропроводности.Медь должна быть очищена до высокой степени чистоты, прежде чем из нее можно будет сделать проводник. Очистка меди от руды или лома — двухэтапный процесс:

1. Огневое рафинирование в большой печи для удаления нежелательных примесей и отливка медного анода

2. Электролитическое рафинирование в электролизере, содержащем серную кислоту, из которой очень чистая медь осаждается на катоде.

На современных заводах медные катоды плавятся в шахтной печи и непрерывно разливаются и прокатываются в медную катанку.Этот стержень вытягивают до необходимого размера на волочильном станке, протягивая медь через серию точных штампов. Исторически сложилось так, что волочение проволоки проводилось в одном центре, и многие машины производили проволоку разных размеров. В последнее время небольшие автономные предприятия имеют собственные небольшие предприятия по волочению проволоки. В некоторых специальных случаях на медный проводник наносят металлическое покрытие, например олово, серебро или цинк.

Алюминиевые жилы используются в воздушных кабелях питания, где меньший вес более чем компенсирует более низкую проводимость по сравнению с медью.Алюминиевые проводники изготавливаются путем выдавливания нагретой алюминиевой заготовки через матрицу с помощью экструзионного пресса.

В более специализированных металлических проводниках используются специальные сплавы для определенного применения. Медно-кадмиевый сплав использовался для воздушных цепей (воздушных проводов, используемых на железных дорогах) и для медных проводов, используемых в телефонных трубках. Кадмий увеличивает предел прочности на разрыв по сравнению с чистой медью и используется для предотвращения провисания цепной цепи между опорами.Бериллиево-медный сплав также используется в определенных областях.

Оптические волокна, состоящие из непрерывной нити из высококачественного оптического стекла, для передачи сигналов электросвязи были разработаны в начале 1980-х годов. Это потребовало совершенно новой технологии производства. Тетрахлорид кремния обжигается в токарном станке для нанесения диоксида кремния на заготовку. Диоксид кремния превращается в стекло при нагревании в атмосфере хлора; затем его растягивают по размеру и наносят защитное покрытие.

Изоляция

Многие изоляционные материалы использовались для различных типов кабелей. Наиболее распространены пластмассовые материалы, такие как ПВХ, полиэтилен, политетрафторэтилен (ПТФЭ) и полиамиды. В каждом случае состав пластика соответствует техническим требованиям и наносится на внешнюю поверхность проводника с помощью экструзионной машины. В некоторых случаях к пластиковому компаунду могут быть добавлены материалы для конкретного применения. Некоторые силовые кабели, например, содержат силановый компаунд для сшивания пластика.В тех случаях, когда кабель собирается зарыть в землю, добавляется пестицид, чтобы термиты не поедали изоляцию.

В некоторых гибких кабелях, особенно в подземных шахтах, используется резиновая изоляция. Сотни различных резиновых смесей необходимы для соответствия различным спецификациям, и требуется специализированное оборудование для резиновых смесей. Резина выдавливается на проводник. Его также необходимо вулканизировать, пропуская либо ванну с горячей нитритной солью, либо жидкость под давлением.Чтобы соседние жилы с резиновой изоляцией не слипались, их протягивают через тальк.

Провод внутри кабеля может быть обернут изолятором, например бумагой (которая могла быть пропитана минеральным или синтетическим маслом) или слюдой. Затем накладывается внешняя оболочка, обычно путем экструзии пластика.

Были разработаны два метода производства кабелей с минеральной изоляцией (MI). В первом случае в медную трубку вставлено несколько сплошных медных проводников, а пространство между ними заполнено порошком оксида магния.Затем вся сборка проходит через серию штампов до требуемого размера. Другой метод заключается в непрерывной сварке медной спирали вокруг проводников, разделенных порошком. При использовании внешняя медная оболочка кабеля MI служит заземлением, а внутренние проводники проводят ток. Хотя внешний слой не требуется, некоторые заказчики выбирают оболочку из ПВХ по эстетическим соображениям. Это контрпродуктивно, поскольку основным преимуществом кабеля MI является то, что он не горит, а оболочка из ПВХ несколько сводит на нет это преимущество.

В последние годы поведение кабелей при пожарах привлекает все большее внимание по двум причинам:

1. Большинство каучуков и пластмасс, традиционных изоляционных материалов, выделяют обильное количество дыма и токсичных газов при пожаре, и в ряде громких пожаров это было основной причиной смерти.

2. После того, как кабель перегорел, проводники соприкасаются с цепью и предохраняют ее, в результате чего происходит потеря электроэнергии. Это привело к разработке составов с низким уровнем дыма и возгорания (LSF) как для пластмассовых, так и для резиновых материалов.Однако следует понимать, что наилучшие характеристики при пожаре всегда будут получены от кабеля MI.

Для изготовления некоторых кабелей используется ряд специальных материалов. Кабели-удлинители заполнены маслом для обеспечения изоляционных и охлаждающих свойств. В других кабелях используется углеводородная смазка, известная как MIND, вазелин или свинцовая оболочка. Эмалированные провода обычно изготавливают путем покрытия их полиуретановой эмалью, растворенной в крезоле.

Производство кабеля

Во многих кабелях отдельные изолированные жилы скручены вместе для образования определенной конфигурации.Ряд катушек, содержащих отдельные проводники, вращаются вокруг центральной оси, когда кабель протягивается через машину, в операциях, известных как скручивание и укладка.

Некоторые кабели необходимо защитить от механических повреждений. Это часто делается путем плетения, когда материал вплетается вокруг внешней изоляции гибкого кабеля так, что каждая прядь пересекает друг друга снова и снова по спирали. Примером такого плетеного кабеля (по крайней мере, в Великобритании) является кабель, используемый в электрических утюгах, где в качестве материала для оплетки используется текстильная нить.В других случаях для оплетки используется стальная проволока, причем операция называется армированием.

Вспомогательные операции

Кабели большего размера поставляются на барабанах диаметром до нескольких метров. Барабаны традиционно деревянные, но применялись стальные. Деревянный барабан изготавливается путем склеивания пиломатериалов с помощью станка или пневматического пистолета. Консервант медь-хром-мышьяк используется для предотвращения гниения древесины. Кабели меньшего размера обычно поставляются на картонной катушке.

Операция соединения двух концов кабелей вместе, известная как соединение, вполне может быть выполнена в удаленном месте. Соединение не только должно иметь хорошее электрическое соединение, но также должно выдерживать будущие условия окружающей среды. Используемые соединительные смеси обычно представляют собой акриловые смолы и включают как изоцианатные соединения, так и порошок диоксида кремния.

Кабельные соединители обычно изготавливаются из латуни на токарных автоматах, которые производят их из пруткового материала.Машины охлаждаются и смазываются с помощью водомасляной эмульсии. Кабельные зажимы производятся на машинах для литья пластмасс.

Опасности и их предотвращение

Самая распространенная опасность для здоровья в кабельной промышленности — это шум. Самые шумные операции:

· волочение

· плетение

· медный огнеупорный завод

· непрерывная разливка медных прутков

· производство кабельных барабанов.

В этих областях обычно наблюдаются уровни шума, превышающие 90 дБА. При волочении проволоки и плетении общий уровень шума зависит от количества и расположения машин, а также от акустической среды. Расположение машины должно быть спланировано таким образом, чтобы минимизировать шумовое воздействие. Тщательно спроектированные акустические ограждения — наиболее эффективное средство борьбы с шумом, но они дороги. При огневом рафинировании меди и непрерывной разливке медных стержней основными источниками шума являются горелки, которые должны быть спроектированы с учетом низкого уровня шума.При изготовлении кабельного барабана пневматические гвоздодеры являются основным источником шума, который можно уменьшить, снизив давление в воздуховоде и установив глушители выхлопных газов. Однако отраслевой нормой в большинстве вышеперечисленных случаев является предоставление средств защиты слуха рабочим в пострадавших районах, но такая защита будет более неудобной, чем обычно, из-за высокой температуры окружающей среды на заводе по огневому рафинированию меди и непрерывной разливки медных стержней. Также следует проводить регулярную аудиометрию, чтобы контролировать слух каждого человека.

Многие угрозы безопасности и способы их предотвращения такие же, как и во многих других отраслях обрабатывающей промышленности. Однако некоторые кабельные машины представляют особую опасность, поскольку они имеют множество катушек с проводниками, вращающихся вокруг двух осей одновременно. Важно убедиться, что ограждения машины заблокированы для предотвращения работы машины, если только ограждения не находятся в положении, препятствующем доступу к рабочим зазорам и другим вращающимся частям, например, большим барабанам с кабелем.Во время первоначальной заправки нити в машину, когда может возникнуть необходимость разрешить оператору доступ внутрь ограждения машины, машина должна иметь возможность перемещаться только на несколько сантиметров за раз. Механизмы блокировки могут быть достигнуты с помощью уникального ключа, который либо открывает защиту, либо должен быть вставлен в консоль управления, чтобы позволить ей работать.

Следует провести оценку риска разлетающихся частиц, например, если провод порвется и выскочит.

Защитные ограждения

предпочтительно должны быть сконструированы таким образом, чтобы физически препятствовать попаданию таких частиц на оператора. Если это невозможно, необходимо выдать и надеть подходящие средства защиты глаз. Операции по волочению проволоки часто обозначают как области, требующие защиты глаз.

Проводников

При любом процессе нагрева металла, таком как очистка меди от огня или литье медных стержней, необходимо предотвратить контакт воды с расплавленным металлом, чтобы предотвратить взрыв. Загрузка печи может привести к утечке паров оксидов металлов на рабочее место. Это следует контролировать с помощью эффективной местной вытяжной вентиляции над загрузочной дверцей.Точно так же желоба, по которым расплавленный металл проходит из печи в литейную машину, и сама разливочная машина нуждаются в соответствующем контроле.

Основная опасность электролитического рафинирования — это туман серной кислоты, выделяющийся из каждой ячейки. Концентрация в воздухе должна быть ниже 1 мг / м 3 с помощью подходящей вентиляции для предотвращения раздражения.

При литье медных прутков дополнительную опасность может представлять использование изоляционных панелей или покрытий для сохранения тепла вокруг литейного колеса. Керамические материалы могли заменить асбест в таких применениях, но с самими керамическими волокнами необходимо обращаться с большой осторожностью, чтобы предотвратить воздействие. Такие материалы становятся более хрупкими (т. Е. Легко разрушаются) после использования, когда они подвергались воздействию тепла и воздействия переносимых по воздуху вдыхаемых волокон в результате обращения с ними.

Необычная опасность представлена ​​при производстве алюминиевых силовых кабелей. Суспензию графита в тяжелом масле наносят на плунжер экструзионного пресса, чтобы предотвратить прилипание алюминиевой заготовки к плунжеру.Поскольку таран горячий, часть этого материала сгорает и поднимается в кровельное пространство. При условии, что поблизости нет машиниста мостового крана и что крышные вентиляторы установлены и работают, не должно быть риска для здоровья рабочих.

Производство кадмиево-медного или бериллиево-медного сплава может представлять высокие риски для сотрудников. Так как кадмий кипит значительно ниже точки плавления меди, свежевыпущенные пары оксида кадмия будут образовываться в больших количествах всякий раз, когда кадмий добавляется в расплавленную медь (что должно быть для получения сплава). Безопасно процесс можно осуществить только при очень тщательном проектировании местной вытяжной вентиляции. Точно так же производство бериллиево-медного сплава требует большого внимания к деталям, поскольку бериллий является наиболее токсичным из всех токсичных металлов и имеет самые строгие пределы воздействия.

Производство оптических волокон — это узкоспециализированная высокотехнологичная операция. Используемые химические вещества имеют свои особые опасности, а контроль рабочей среды требует проектирования, установки и обслуживания сложных систем вентиляции легких и технологических процессов.Эти системы должны управляться регулирующими заслонками с компьютерным контролем. Основные химические опасности представляют собой хлор, хлористый водород и озон. Кроме того, с растворителями, используемыми для очистки штампов, следует обращаться в вытяжных шкафах, и следует избегать контакта кожи со смолами на основе акрилата, используемыми для покрытия волокон.

Изоляция

Операции по приготовлению пластиковых смесей и резиновых смесей представляют особые опасности, которые необходимо надлежащим образом контролировать (см. Главу «Резиновая промышленность»).Хотя в кабельной промышленности могут использоваться другие соединения, чем в других отраслях, методы контроля такие же.

При нагревании пластиковый компаунд выделяет сложную смесь продуктов термического разложения, состав которой будет зависеть от исходного пластичного компаунда и температуры, которой он подвергается. При нормальной температуре обработки пластиковых экструдеров переносимые по воздуху загрязнители обычно представляют собой относительно небольшую проблему, но разумно установить вентиляцию над зазором между головкой экструдера и водяным поддоном, используемым для охлаждения продукта, в основном для контроля воздействия фталата. пластификаторы, обычно используемые в ПВХ.Фаза операции, которая вполне может потребовать дальнейшего расследования, — это переход на другой. Оператор должен стоять над головкой экструдера, чтобы удалить все еще горячий пластиковый компаунд, а затем пропустить новый компаунд (и на пол) до тех пор, пока не будет выходить только новый цвет, а кабель не окажется в центре экструдера. На этом этапе, когда оператор находится так близко к головке экструдера, может быть сложно разработать эффективный LEV.

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) имеет особую опасность.Это может вызвать лихорадку от полимерного дыма, симптомы которой напоминают симптомы гриппа. Это временное состояние, но его следует предотвращать, надлежащим образом контролируя воздействие нагретого соединения.

Использование резины при производстве кабелей представляет более низкий уровень риска, чем другие виды использования резины, например, в шинной промышленности. В обеих отраслях промышленности использование антиоксиданта (Nonox S), содержащего β-нафтиламин, вплоть до его отмены в 1949 году, приводило к случаям рака мочевого пузыря до 30 лет спустя у тех, кто подвергался воздействию до даты отмены, но ни одного из только те, кто работал после 1949 года.Однако в кабельной промышленности не наблюдалось роста заболеваемости другими видами рака, особенно рака легких и желудка, которые наблюдались в шинной промышленности. Причина почти наверняка в том, что при производстве кабеля экструзионные и вулканизационные машины закрытые, а воздействие на персонал паров резины и резиновой пыли в целом было намного ниже, чем в шинной промышленности. Одним из факторов потенциального беспокойства на заводах по производству резиновых кабелей является использование талька. Важно убедиться, что только неволокнистая форма талька (т.е.е., тот, который не содержит волокнистого тремолита), и тальк наносят в закрытом ящике с местной вытяжной вентиляцией.

Многие кабели имеют опознавательную маркировку. При использовании современных струйных видеопринтеров риск для здоровья почти наверняка незначителен из-за очень небольшого количества используемого растворителя. Однако другие методы печати могут привести к значительному воздействию растворителя либо во время обычного производства, либо, чаще, во время операций очистки.Поэтому для контроля такого воздействия следует использовать подходящие выхлопные системы.

Основными опасностями при изготовлении кабелей MI являются воздействие пыли, шум и вибрация. Первые два из них контролируются стандартными методами, описанными в другом месте. Воздействие вибрации происходило в прошлом во время обжатия, когда острие формировалось на конце собранной трубы путем ручной вставки в машину с вращающимися молотками, чтобы острие можно было вставить в волочильную машину. Совсем недавно этот тип обжимных машин был заменен пневматическими, что позволило устранить как вибрацию, так и шум, создаваемый более старым методом.

Воздействие свинца во время свинцовой оболочки следует контролировать с помощью адекватного УЭВ и путем запрета еды, питья и курения сигарет в зонах, которые могут быть загрязнены свинцом. Следует проводить регулярный биологический мониторинг путем анализа образцов крови на содержание свинца в квалифицированной лаборатории.

Крезол, используемый при производстве эмалированных проводов, вызывает коррозию и имеет характерный запах при очень низких концентрациях. Некоторое количество полиуретана подвергается термическому разложению в эмалировочных печах с высвобождением толуолдиизоцианата (TDI), сильного респираторного сенсибилизатора. Для печей с каталитическими дожигателями необходим хороший уровень низкого давления воздуха, чтобы гарантировать, что TDI не загрязняет окружающую среду.

Вспомогательные операции

Соединительные операции представляют опасность для двух разных групп рабочих — тех, кто их создает, и тех, кто их использует. Производство включает обработку фиброгенной пыли (диоксид кремния), респираторного сенсибилизатора (изоцианат) и сенсибилизатора кожи (акриловая смола). Для адекватного контроля воздействия на сотрудников необходимо использовать эффективный LEV, и необходимо надевать подходящие перчатки для предотвращения контакта кожи со смолой.Основная опасность для пользователей соединений связана с сенсибилизацией кожи к смоле. Это может быть трудно контролировать, так как фуганок может быть не в состоянии полностью избежать контакта с кожей и часто будет находиться в удаленном месте вдали от источника воды для целей очистки. Поэтому безводное очищающее средство для рук необходимо.

Опасности для окружающей среды и их предотвращение

В основном производство кабеля не приводит к значительным выбросам за пределами завода.Из этого правила есть три исключения. Во-первых, воздействие паров растворителей, используемых для печати и других целей, регулируется с помощью систем LEV, которые выбрасывают пары в атмосферу. Такие выбросы летучих органических соединений (ЛОС) являются одним из компонентов, необходимых для образования фотохимического смога, и поэтому подвергаются все большему давлению со стороны регулирующих органов в ряде стран. Второе исключение — потенциальный выброс ТДИ при производстве эмалированных проводов.Третье исключение состоит в том, что в ряде случаев производство сырья, используемого в кабелях, может привести к выбросам в окружающую среду, если не будут приняты меры контроля. Выбросы металлических твердых частиц от завода по огневой очистке меди и при производстве кадмиево-медных или бериллиево-медных сплавов следует направлять в соответствующие системы рукавных фильтров. Точно так же любые выбросы твердых частиц от резиновой смеси должны направляться в рукавный фильтр. Выбросы твердых частиц, хлористого водорода и хлора при производстве оптических волокон следует направлять в систему рукавных фильтров, за которой следует скруббер с едким натром.

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛАМП И ТРУБ

Альберт М. Зелински

Лампы состоят из двух основных типов: лампы накаливания (или лампы накаливания) и газоразрядные лампы. Основными компонентами обоих типов ламп являются стекло, различные отрезки металлической проволоки, заправочный газ и, как правило, цоколь. В зависимости от производителя лампы эти материалы либо производятся внутри компании, либо могут быть получены от стороннего поставщика. Типичный производитель ламп изготавливает свои собственные стеклянные колбы, но может покупать другие детали и стекла у специализированных производителей или других производителей ламп.

В зависимости от типа лампы можно использовать различные очки. В лампах накаливания и люминесцентных обычно используется натриево-известковое стекло. В лампах с более высокими температурами будет использоваться боросиликатное стекло, в то время как в газоразрядных лампах высокого давления для дуговых трубок будет использоваться кварц или керамика, а для внешней оболочки — боросиликатное стекло. Свинцовое стекло (содержащее приблизительно от 20 до 30% свинца) обычно используется для герметизации концов лампочек.

Проволока, используемая в качестве опор или соединителей в конструкции лампы, может быть изготовлена ​​из различных материалов, включая сталь, никель, медь, магний и железо, а нити — из вольфрама или вольфрам-ториевого сплава.Одним из наиболее важных требований для поддержки проволоки является то, что он должен соответствовать характеристикам расширения стекла, где провод проникает в стекло, чтобы проводить электрический ток для лампы. Часто в этом приложении используются многосекционные отводные провода.

Основания (или крышки) обычно изготавливаются либо из латуни, либо из алюминия, при этом латунь является предпочтительным материалом, когда требуется использование на открытом воздухе.

Лампы накаливания или лампы накаливания

Лампы накаливания или лампы накаливания — самые старые из производимых ламп.Они получили свое название от того, как эти лампы излучают свет: через нагрев проволочной нити до температуры, достаточно высокой, чтобы заставить ее светиться. Хотя можно изготавливать лампу накаливания практически с любым типом нити (в ранних лампах использовался уголь), сегодня в большинстве таких ламп используется нить из металлического вольфрама.

Лампы вольфрамовые. Обычная бытовая версия этих ламп состоит из стеклянной колбы с вольфрамовой нитью накала. Электричество подводится к нити по проводам, которые поддерживают нить и проходят через стеклянную опору, которая прикреплена к лампе.Затем провода подключаются к металлическому основанию, при этом один провод припаивается к центральному отверстию основания, а другой — к резьбовой оболочке. Несущие проволоки имеют особый состав, поэтому они обладают такими же характеристиками расширения, как стекло, что предотвращает утечки, когда лампы нагреваются во время использования. Стеклянная колба обычно изготавливается из известкового стекла, а опора — из свинцового стекла. При изготовлении оправы часто используется диоксид серы. Диоксид серы действует как смазка при сборке высокоскоростной лампы.В зависимости от конструкции лампы колба может закрывать вакуум или может использовать наполняющий газ аргон или другой инертный газ.

Лампы этой конструкции продаются с колбами из прозрачного стекла, матовыми колбами и колбами, покрытыми различными материалами. Матовые лампы и лампы, покрытые белым материалом (часто глиной или аморфным кремнеземом), используются для уменьшения бликов от нити накала, обнаруживаемой в прозрачных лампах. Лампы также покрыты множеством других декоративных покрытий, в том числе цветной керамикой и лаками с внешней стороны ламп и других цветов, таких как желтый или розовый, с внутренней стороны лампы.

В то время как типичная бытовая форма является наиболее распространенной, лампы накаливания могут изготавливаться с колбами разных форм, включая трубчатые, шарообразные и отражатели, а также различных размеров и мощностей, от субминиатюрных до больших сценических / студийных ламп.

Вольфрамово-галогенные лампы. Одна из проблем конструкции стандартной лампы с вольфрамовой нитью состоит в том, что вольфрам испаряется во время использования и конденсируется на более холодной стеклянной стенке, делая ее темнее и уменьшая светопропускание.Добавление галогена, такого как бромистый водород или бромистый метил, к наполняющему газу устраняет эту проблему. Галоген вступает в реакцию с вольфрамом, предотвращая его конденсацию на стеклянной стенке. Когда лампа остынет, вольфрам снова осядет на нити. Поскольку эта реакция лучше всего протекает при более высоком давлении лампы, вольфрамово-галогенные лампы обычно содержат газ при давлении в несколько атмосфер. Обычно галоген добавляется как часть газа, заполняющего лампу, обычно в концентрации 2% или меньше.

В вольфрамово-галогенных лампах могут также использоваться кварцевые лампы вместо стеклянных. Кварцевые лампы выдерживают более высокое давление, чем стеклянные. Однако кварцевые лампы представляют собой потенциальную опасность, поскольку кварц прозрачен для ультрафиолетового света. Хотя вольфрамовая нить излучает относительно мало ультрафиолета, продолжительное воздействие на близком расстоянии может вызвать покраснение кожи и раздражение глаз. Фильтрация света через покровное стекло значительно снизит количество ультрафиолета, а также обеспечит защиту от горячего кварца в случае разрыва лампы во время использования.

Опасности и меры предосторожности

В целом, наибольшие опасности при производстве ламп, независимо от типа продукции, связаны с опасностями, связанными с автоматизированным оборудованием и обращением со стеклянными колбами, лампами и другими материалами. Порезы на стекле и попадание внутрь рабочего оборудования — наиболее частые причины несчастных случаев; Особую озабоченность вызывают проблемы с транспортировкой материалов, такие как повторяющиеся движения или травмы спины.

Свинцовый припой часто используется для изготовления ламп.Для ламп, используемых в более высоких температурах, можно использовать припои, содержащие кадмий. При автоматической сборке ламп воздействие обоих этих припоев минимально. При ручной пайке, например, при ремонте или полуавтоматических операциях, следует контролировать воздействие свинца или кадмия.

Возможное воздействие опасных материалов при производстве ламп с середины 20 века постоянно снижается. При производстве ламп накаливания большое количество ламп раньше травили фтористоводородной кислотой или растворами бифторидных солей для получения матовых ламп.Это в значительной степени было заменено использованием глиняного покрытия с низкой токсичностью. Хотя фтористоводородная кислота не заменена полностью, ее использование значительно сократилось. Это изменение снизило риск ожогов кожи и раздражения легких из-за кислоты. Керамические цветные покрытия, используемые на внешней стороне некоторых ламп, ранее содержали пигменты тяжелых металлов, такие как свинец, кадмий, кобальт и другие, а также использование фритты из силикатно-свинцового стекла в составе композиции. В последние годы многие пигменты тяжелых металлов были заменены менее токсичными красителями. В случаях, когда тяжелые металлы все еще используются, можно использовать более низкую токсичную форму (например, хром III вместо хрома VI).

Спиральные вольфрамовые нити продолжают изготавливаться путем наматывания вольфрама на молибденовую или стальную проволочную оправку. После того, как змеевик сформирован и спечен, оправки растворяют, используя либо соляную кислоту (для стали), либо смесь азотной и серной кислот для молибдена. Из-за потенциального воздействия кислоты эта работа обычно выполняется в вытяжных системах или, в последнее время, в полностью закрытых диссольверах (особенно в случае азотно-серной смеси).

Заполняющие газы, используемые в вольфрамово-галогенных лампах, добавляются в лампы в полностью закрытых системах с небольшими потерями или воздействием. Использование бромистого водорода создает собственные проблемы из-за его коррозионной природы. Должен быть предусмотрен LEV, а для систем подачи газа должны использоваться коррозионно-стойкие трубопроводы. Торированная вольфрамовая проволока (обычно от 1 до 2% тория) все еще используется в некоторых типах ламп. Тем не менее, торий в форме проволоки представляет небольшой риск.

Двуокись серы необходимо тщательно контролировать.LEV следует использовать везде, где материал добавляется в процесс. Детекторы утечки также могут быть полезны в складских помещениях. Использование газовых баллонов меньшего размера на 75 кг предпочтительнее более крупных контейнеров на 1000 кг из-за потенциальных последствий катастрофического выброса.

Раздражение кожи может быть потенциальной опасностью либо из-за паяльных флюсов, либо из-за смол, используемых в базовом цементе. В некоторых системах базового цемента вместо натуральных смол используется параформальдегид, что приводит к потенциальному воздействию формальдегида во время отверждения базового цемента.

Во всех лампах используется химическая газопоглощающая система, в которой перед сборкой нить накаливания покрывается материалом. Геттер предназначен для реагирования и удаления остаточной влаги или кислорода в лампе после герметизации лампы. Типичные газопоглотители включают нитрид фосфора и смеси порошков металлов алюминия и циркония. Хотя геттер нитрида фосфора довольно безопасен в использовании, обращение с порошками металлов алюминия и циркония может быть опасным для воспламенения. Геттеры наносятся влажными в органическом растворителе, но если материал разлит, сухой металлический порошок может воспламениться от трения.Металлические пожары необходимо тушить специальными огнетушителями класса D, и их нельзя тушить водой, пеной или другими обычными материалами. Третий тип геттера включает использование фосфина или силана. Эти материалы могут быть включены в газовый наполнитель лампы при низкой концентрации или могут быть добавлены при высокой концентрации и прошиты в лампе перед окончательным газовым наполнением. Оба эти материала очень токсичны; при использовании с высокой концентрацией на объекте следует использовать полностью закрытые системы с детекторами утечки и сигнализацией.

Газоразрядные лампы и трубки

Газоразрядные лампы, модели как низкого, так и высокого давления, более эффективны в отношении количества света на ватт, чем лампы накаливания. Люминесцентные лампы уже много лет используются в коммерческих зданиях и находят все более широкое применение в домашних условиях. В последнее время компактные версии люминесцентной лампы были разработаны специально в качестве замены лампы накаливания.

Газоразрядные лампы высокого давления издавна используются для освещения больших площадей и улиц.Также разрабатываются версии этих продуктов с меньшей мощностью.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы названы в честь флуоресцентного порошка, который используется для покрытия внутренней части стеклянной трубки. Этот порошок поглощает ультрафиолетовый свет, создаваемый парами ртути, используемыми в лампе, и преобразует и повторно излучает его в видимый свет.

Стекло, используемое в этой лампе, аналогично стеклу, используемому в лампах накаливания, с использованием известкового стекла для трубки и свинцового стекла для крепления на каждом конце. В настоящее время используются два разных семейства люминофоров. Галофосфаты, основанные на хлорфторфосфате кальция или стронция, представляют собой более старые люминофоры, получившие широкое распространение в начале 1950-х годов, когда они заменили люминофоры на основе силиката бериллия. Второе семейство люминофоров включает люминофоры, изготовленные из редкоземельных элементов, обычно включающих иттрий, лантан и другие. Эти люминофоры с редкоземельными элементами обычно имеют узкий спектр излучения, и используются их смеси — обычно красный, синий и зеленый люминофор.

Люминофоры смешаны со связующей системой, суспендированы либо в органической смеси, либо в смеси вода / аммиак и нанесены на внутреннюю часть стеклянной трубки. В органической суспензии используется бутилацетат, бутилацетат / нафта или ксилол. Согласно экологическим нормам, суспензии на водной основе заменяют суспензии на органической основе. После нанесения покрытия его сушат на трубке, и трубку нагревают до высокой температуры, чтобы удалить связующее.

По одному держателю прикрепляется к каждому концу лампы.Теперь в лампу вводится ртуть. Это можно сделать разными способами. Хотя в некоторых областях ртуть добавляется вручную, преимущественно автоматически, когда лампа устанавливается вертикально или горизонтально. На вертикальных машинах шток крепления на одном конце лампы закрыт. Затем в лампу сверху капают ртуть, лампа заполняется аргоном под низким давлением, а верхний стержень крепления герметизируется, полностью герметизируя лампу. В горизонтальных машинах ртуть вводится с одной стороны, а выхлоп лампы — с другой.Снова добавляют аргон до необходимого давления, и оба конца лампы закрывают. После герметизации к концам добавляются колпачки или основания, а затем провода либо припаиваются, либо привариваются к электрическим контактам.

Можно использовать два других возможных способа ввода паров ртути. В одной системе ртуть содержится на пропитанной ртутью полосе, которая выделяет ртуть при первом запуске лампы. В другой системе используется жидкая ртуть, но она содержится в стеклянной капсуле, прикрепленной к держателю. Капсула разрывается после того, как лампа запечатана и истощена, в результате чего ртуть высвобождается.

Компактные люминесцентные лампы — это уменьшенные версии стандартной люминесцентной лампы, иногда включающие балластную электронику в качестве неотъемлемого компонента лампы. В компактных флуоресцентных лампах обычно используется смесь люминофоров из редкоземельных элементов. В некоторых компактных лампах есть стартер накаливания, содержащий небольшое количество радиоактивных материалов, чтобы облегчить зажигание лампы. Эти стартеры накаливания обычно используют криптон-85, водород-3, прометий-147 или природный торий для обеспечения так называемого темнового тока, который помогает лампе запускаться быстрее.Это желательно с точки зрения потребителя, когда он хочет, чтобы лампа включалась немедленно, без мерцания.

Опасности и меры предосторожности

Производство люминесцентных ламп претерпело значительные изменения. Раннее использование бериллийсодержащего люминофора было прекращено в 1949 году, что устранило значительную респираторную опасность во время производства и использования люминофора. На многих предприятиях суспензии люминофора на водной основе заменяют органические суспензии в покрытии люминесцентных ламп, уменьшая воздействие на рабочих, а также уменьшая выбросы ЛОС в окружающую среду.Суспензии на водной основе действительно связаны с минимальным воздействием аммиака, особенно во время смешивания суспензий.

Ртуть остается материалом, вызывающим наибольшую озабоченность при производстве люминесцентных ламп. Несмотря на то, что воздействие относительно невелико, за исключением выхлопных машин, существует вероятность значительного воздействия на рабочих, находящихся вокруг вытяжной машины, на механиков, работающих на этих машинах, и во время операций по очистке. Следует использовать средства индивидуальной защиты, такие как комбинезон и перчатки, чтобы избежать или ограничить воздействие и, при необходимости, средства защиты органов дыхания, особенно во время работ по техническому обслуживанию и очистке.Для предприятий по производству люминесцентных ламп необходимо разработать программу биологического мониторинга, включая анализ мочи на ртуть.

В двух производимых в настоящее время люминофорных системах используются материалы, которые считаются относительно низкотоксичными. Хотя некоторые из добавок к исходным люминофорам (например, барий, свинец и марганец) имеют пределы воздействия, установленные различными государственными учреждениями, эти компоненты обычно присутствуют в композициях в относительно низких процентах.

Фенолформальдегидные смолы используются в качестве электроизоляторов в торцевых крышках ламп. Цемент обычно включает натуральные и синтетические смолы, которые могут включать раздражители кожи, такие как гексаметилентетрамин. Автоматическое оборудование для смешивания и обработки ограничивает возможность контакта кожи с этими материалами, тем самым ограничивая возможность раздражения кожи.

Лампы ртутные высокого давления

Ртутные лампы высокого давления включают два схожих типа: лампы, в которых используется только ртуть, и лампы, в которых используется смесь ртути и различных галогенидов металлов. Базовая конструкция ламп аналогична. Оба типа используют кварцевую дуговую трубку, которая будет содержать ртуть или смесь ртути / галогенида. Затем эта дуговая трубка помещается в твердую внешнюю оболочку из боросиликатного стекла и добавляется металлическое основание для обеспечения электрических контактов. Внешний кожух может быть прозрачным или покрытым либо рассеивающим материалом, либо люминофором для изменения цвета света.

Ртутные лампы содержат только ртуть и аргон в кварцевой дуговой трубке лампы. Ртуть под высоким давлением излучает свет с высоким содержанием синего и ультрафиолетового цветов.Кварцевая дуговая трубка полностью прозрачна для ультрафиолетового излучения, и в случае повреждения или снятия внешней оболочки она является мощным источником ультрафиолетового света, который может вызвать ожоги кожи и глаз у тех, кто подвергся воздействию. Хотя типичная конструкция ртутной лампы будет продолжать работать, если будет удалена внешняя оболочка, производители также предлагают некоторые модели с предохранителями, которые перестанут работать, если оболочка сломана. При нормальном использовании боросиликатное стекло внешней оболочки поглощает значительную часть ультрафиолетового света, поэтому исправная лампа не представляет опасности.

Из-за высокого содержания синего цвета в спектре ртутной лампы внутренняя часть внешней оболочки часто покрывается люминофором, например фосфатом ванадата иттрия или аналогичным люминофором, усиливающим красный цвет.

Металлогалогенные лампы также содержат ртуть и аргон в дуговой трубке, но добавляют галогениды металлов (обычно смесь натрия и скандия, возможно с другими). Добавление галогенидов металлов усиливает красный световой поток лампы, создавая лампу с более сбалансированным световым спектром.

Опасности и меры предосторожности

Помимо ртути, к потенциально опасным материалам, используемым при производстве ртутных ламп высокого давления, относятся материалы покрытия, используемые на внешних оболочках, и галогенидные добавки, используемые в металлогалогенных лампах. Один из материалов покрытия — это простой рассеиватель, такой же, как в лампах накаливания. Другой — корректирующий цвет люминофор, ванадат иттрия или фосфат ванадата иттрия. Хотя ванадат похож на пятиокись ванадия, он считается менее токсичным.Воздействие галогенидов обычно незначительно, поскольку галогениды вступают в реакцию во влажном воздухе и должны храниться в сухом состоянии и в инертной атмосфере во время обращения и использования. Точно так же, хотя натрий является высокоактивным металлом, с ним также необходимо обращаться в инертной атмосфере, чтобы избежать окисления металла.

Натриевые лампы

В настоящее время выпускаются натриевые лампы двух типов. Лампы низкого давления содержат только металлический натрий в качестве источника света и излучают ярко-желтый свет.В натриевых лампах высокого давления для получения более белого света используются ртуть и натрий.

Натриевые лампы низкого давления имеют одну стеклянную трубку, которая содержит металлический натрий, заключенную во вторую стеклянную трубку.

Натриевые лампы высокого давления содержат смесь ртути и натрия внутри дуговой трубки из керамики высокой чистоты. За исключением состава дуговой трубки, конструкция натриевой лампы высокого давления по существу такая же, как у ртутных и металлогалогенных ламп.

Опасности и меры предосторожности

При производстве натриевых ламп высокого или низкого давления существует несколько уникальных опасностей. В лампах обоих типов натрий должен быть сухим. Чистый металлический натрий бурно реагирует с водой, выделяя водород и достаточно тепла, чтобы вызвать возгорание. Металлический натрий, оставшийся в воздухе, вступает в реакцию с влагой воздуха, образуя оксидное покрытие на металле. Чтобы избежать этого, натрий обычно хранится в перчаточном ящике в атмосфере сухого азота или аргона.На предприятиях, производящих натриевые лампы высокого давления, требуются дополнительные меры предосторожности при обращении с ртутью, аналогичные тем, на которых производятся ртутные лампы высокого давления.

Проблемы окружающей среды и общественного здравоохранения

Удаление отходов и / или переработка ртутьсодержащих ламп — это проблема, которой в последние несколько лет уделялось повышенное внимание во многих регионах мира. Хотя с точки зрения затрат это в лучшем случае безубыточная операция, в настоящее время существует технология регенерации ртути из люминесцентных ламп и газоразрядных ламп высокого давления.В настоящее время переработка материалов для ламп более точно описывается как рекультивация, поскольку материалы для ламп редко перерабатываются и используются для изготовления новых ламп. Обычно металлические детали отправляют торговцам металлоломом. Восстановленное стекло можно использовать для изготовления стекловолокна или стеклоблоков или использовать в качестве заполнителя при укладке цемента или асфальта. Вторичная переработка может быть более дешевой альтернативой, в зависимости от местоположения и доступности рециркуляции и вариантов удаления опасных или специальных отходов.

Балласты, используемые в установках люминесцентных ламп, ранее содержали конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика использовались печатные платы.Хотя производство балластов, содержащих ПХБ, было прекращено, многие из старых балластов могут все еще использоваться из-за их длительного срока службы. Утилизация балластов, содержащих ПХД, может регулироваться и может потребовать утилизации как специальных или опасных отходов.

Производство стекла, особенно боросиликатного стекла, может быть значительным источником выбросов NO x в атмосферу. В последнее время чистый кислород вместо воздуха использовался в газовых горелках как средство уменьшения выбросов NO x .

БЫТОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Н. А. Смит и В. Клост *

* Адаптировано из 3-го издания Энциклопедии гигиены и безопасности труда.

Отрасль бытовых электроприборов отвечает за производство широкого спектра оборудования, включая приборы, предназначенные для аудиовизуального оборудования, приготовления пищи, обогрева, приготовления и хранения пищевых продуктов (охлаждения). Производство и изготовление таких устройств включает в себя множество высокоавтоматизированных процессов, которые могут иметь связанные с ними риски для здоровья и паттерны заболеваний.

Производственные процессы

Материалы, используемые при производстве бытовых электроприборов, можно разделить на:

1. Металлы, которые обычно используются для изготовления электрических проводов в кабелях и конструкции и / или каркасе прибора

2. диэлектрики или изоляционные материалы, используемые для предотвращения случайного контакта с электрическим оборудованием под напряжением

3. Краски и отделочные работы

4. химические вещества.

Примеры материалов, входящих в четыре упомянутые категории, показаны в таблице 81.2.

Таблица 81.2 Примеры материалов, используемых при производстве бытовых электроприборов

Металлы

Диэлектрики

Лакокрасочные материалы

Химическая промышленность

Сталь

Неорганические материалы (например,г. , слюда)

Краски

Кислоты

Алюминий

Пластмассы (например, ПВХ)

Лаки

Щелочь

Свинец

Резина

Лаки

Растворители

Кадмий

Кремнийорганические материалы

Коррозионно-стойкая обработка

Меркурий

Полимеры прочие (например,г. , нейлон)

Примечание: Свинец и ртуть все меньше используются в производстве бытовых электроприборов

Материалы, используемые в производстве бытовых электроприборов, должны удовлетворять строгим требованиям, включая способность выдерживать манипуляции, которые могут возникнуть при нормальной эксплуатации, способность выдерживать усталость металла и способность не подвергаться влиянию любых других процессов или обработки, которые могут делают прибор опасным для использования сразу или после продолжительного периода времени.

Материалы, используемые в промышленности, часто поступают на этапе сборки устройства, уже прошедшего несколько производственных процессов, каждый из которых, вероятно, будет иметь свои собственные опасности и проблемы для здоровья. Подробности этих опасностей и проблем рассматриваются в соответствующих главах в других местах этой Энциклопедии.

Производственные процессы будут отличаться от продукта к продукту, но в целом будут следовать производственному процессу, показанному на рисунке 81.5. На этой диаграмме также показаны опасности, связанные с различными процессами.

Рисунок 81.5 Типичная последовательность производственного процесса и опасности, которые могут встретиться в процессе

Вопросы здоровья и безопасности

Пожар и взрыв

Многие растворители, краски и изоляционные масла, используемые в промышленности, являются легковоспламеняющимися веществами. Эти материалы следует хранить в подходящих прохладных и сухих помещениях, желательно в пожаробезопасном здании отдельно от производственного помещения.Контейнеры должны иметь четкую маркировку, а различные вещества должны быть хорошо разделены или храниться отдельно в соответствии с их точками возгорания и классом риска. В случае изоляционных материалов и пластмасс важно получить информацию о воспламеняемости или пожарных характеристиках каждого нового используемого вещества. Порошок циркония, который сейчас в значительных количествах используется в промышленности, также представляет опасность для возгорания.

Количество легковоспламеняющихся веществ, выпускаемых из складских помещений, должно быть минимальным, необходимым для производства.При переливании легковоспламеняющихся жидкостей может образоваться заряд статического электричества, и, следовательно, все емкости следует заземлить. Должны быть предусмотрены средства пожаротушения, и персонал склада должен быть проинструктирован по их использованию.

Покраска компонентов обычно выполняется в специально построенных окрасочных камерах, которые должны иметь соответствующее вытяжное и вентиляционное оборудование, которое при использовании вместе со средствами индивидуальной защиты (СИЗ) создает безопасную рабочую среду.

Во время сварки следует соблюдать особые меры пожарной безопасности.

Несчастные случаи

Прием, хранение и отправка сырья, компонентов и готовой продукции может привести к несчастным случаям, связанным со спотыканием и падением, падением предметов, вилочных погрузчиков и т. Д. Ручная обработка материалов также может создавать проблемы с эргономикой, которые по возможности можно решить с помощью автоматизации.

Поскольку в промышленности используется множество различных процессов, опасность несчастных случаев будет варьироваться от цеха к цеху на предприятии. Во время производства компонентов возникнут опасности, связанные с использованием станков, механических прессов, машин для литья пластмасс под давлением и т. Д., Поэтому важна эффективная защита оборудования.Во время нанесения гальванических покрытий необходимо принимать меры против брызг агрессивных химикатов. Во время сборки компонентов постоянное перемещение компонентов от одного процесса к другому означает, что опасность несчастных случаев из-за внутризаводского транспорта и механического погрузочно-разгрузочного оборудования высока.

Проверка качества не вызывает особых проблем с безопасностью. Однако тестирование производительности требует особых мер предосторожности, поскольку тесты часто проводятся на полуфабрикатах или неизолированных приборах. Во время электрических испытаний все компоненты, находящиеся под напряжением, проводники, клеммы и измерительные приборы должны быть защищены от случайного контакта. Рабочее место должно быть огорожено, вход посторонних лиц запрещен, а предупредительные надписи вывешены. В зонах электрических испытаний особенно рекомендуется установка аварийных выключателей, которые должны быть на видном месте, чтобы в аварийной ситуации все оборудование могло быть немедленно обесточено.

Для тестирования приборов, излучающих рентгеновское излучение или содержащих радиоактивные вещества, существуют правила радиационной защиты.Компетентный руководитель должен быть ответственным за соблюдение правил.

Особые риски связаны с использованием сжатых газов, сварочного оборудования, лазеров, установок для пропитки, оборудования для окраски распылением, печей для отжига и отпуска и высоковольтных электрических установок.

Во время всех работ по ремонту и техническому обслуживанию необходимы соответствующие программы блокировки / маркировки.

Опасности для здоровья

Число профессиональных заболеваний, связанных с производством бытового электрического оборудования, относительно невелико, и они обычно не считаются тяжелыми.Типичные примеры существующих проблем:

· развитие кожных заболеваний из-за использования растворителей, смазочно-охлаждающих масел, отвердителей, используемых с эпоксидной смолой и полихлорированными бифенилами (ПХБ)

· начало силикоза из-за вдыхания кремнезема при пескоструйной очистке (хотя песок все чаще заменяется менее токсичными абразивными веществами, такими как корунд, стальная крошка или дробь)

· проблемы со здоровьем из-за вдыхания паров растворителей при окраске и обезжиривании, а также отравление свинцом в результате использования свинцовых пигментов, эмалей и т. Д.

· различные уровни шума, производимого в процессе работы.

По возможности высокотоксичные растворители и хлорированные соединения следует заменять менее опасными веществами; Ни при каких обстоятельствах нельзя использовать бензол или четыреххлористый углерод в качестве растворителей. Отравление свинцом можно преодолеть за счет замены более безопасных материалов или методов и строгого соблюдения безопасных рабочих процедур, личной гигиены и медицинского наблюдения. Если существует опасность воздействия опасных концентраций атмосферных загрязнителей, следует регулярно контролировать воздух на рабочем месте и при необходимости принимать соответствующие меры, такие как установка вытяжной системы.Опасность шума может быть уменьшена путем ограждения источников шума, использования звукопоглощающих материалов в рабочих помещениях или использования средств индивидуальной защиты органов слуха.

Инженеров по технике безопасности и промышленных врачей следует вызывать на стадии проектирования и планирования новых заводов или операций, а риски процессов или машин должны быть устранены до того, как процессы будут запущены. Это должно сопровождаться регулярным осмотром машин, инструментов, установок, транспортного оборудования, средств пожаротушения, мастерских, испытательных площадок и т. Д.

Участие рабочих в мерах безопасности имеет важное значение, и руководители должны обеспечить наличие средств индивидуальной защиты и их ношение там, где это необходимо. Особое внимание следует уделять обучению по вопросам безопасности новых рабочих, поскольку на них приходится относительно высокая доля несчастных случаев.

Работники должны проходить медицинский осмотр перед трудоустройством, а при наличии возможности опасного воздействия — периодические осмотры по мере необходимости.

Многие процессы производства отдельных компонентов включают отказ от отходов (например,g., стружка из листового или пруткового металла), и утилизация таких материалов должна производиться в соответствии с требованиями безопасности. Кроме того, если такие технологические отходы не могут быть возвращены производителю или производителю для переработки, их последующая утилизация должна осуществляться с помощью утвержденных процессов, чтобы избежать загрязнения окружающей среды.

ВОПРОСЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

Н. А. Смит

Основные экологические проблемы, связанные с производством электроприборов и оборудования, связаны с загрязнением и обработкой материалов, выбрасываемых в процессе производства, а также с переработкой, где это возможно, всего продукта, когда он достигает конца своего срока службы.

Батареи

Вытяжка воздуха, загрязненного кислотой, щелочью, свинцом, кадмием и другими потенциально вредными веществами, в атмосферу и загрязнение воды в результате производства батарей следует предотвращать, насколько это возможно, а там, где это невозможно, следует контролировать обеспечить соблюдение соответствующего законодательства.

Использование батареек может вызвать проблемы со здоровьем. Утечка из свинцово-кислотных или щелочных аккумуляторов может привести к ожогам электролитом.При перезарядке больших свинцово-кислотных аккумуляторов может образовываться водород, что может привести к пожару и взрыву в закрытых помещениях. Выброс тионилхлорида или диоксида серы из больших литиевых батарей может сопровождаться воздействием диоксида серы, тумана соляной кислоты, горения лития и т. Д. И вызвал по крайней мере один смертельный исход (Ducatman, Ducatman and Barnes, 1988). Это также может быть опасно при производстве этих батарей.

Производители аккумуляторов осознают растущую озабоченность окружающей средой в результате утилизации аккумуляторов, содержащих токсичные тяжелые металлы, путем их захоронения или сжигания вместе с другим мусором.Утечка токсичных металлов из свалок или выход из дымовых труб мусоросжигательных заводов может привести к загрязнению воды и воздуха. Поэтому производители признали необходимость снижения содержания ртути в батареях, в частности, в пределах, допускаемых современной технологией. Кампания по устранению ртути началась до принятия в Европейском Союзе Директивы ЕС по батареям.

Переработка — еще один способ борьбы с загрязнением окружающей среды.Никель-кадмиевые батареи относительно легко переработать. Извлечение кадмия очень эффективно, и он повторно используется в конструкции никель-кадмиевых батарей. Впоследствии никель будет использоваться в сталелитейной промышленности. Первоначальная экономика предполагала, что переработка никель-кадмиевых батарей неэффективна с точки зрения затрат, но ожидается, что развитие технологий улучшит ситуацию. Элементы с оксидом ртути, подпадающие под действие Директивы ЕС по аккумуляторам, используются в основном в слуховых аппаратах и ​​обычно заменяются литиевыми или воздушно-цинковыми батареями.Элементы с оксидом серебра перерабатываются, особенно в ювелирной промышленности, из-за высокой ценности содержания серебра.

При вторичной переработке вредных материалов необходимо соблюдать осторожность, аналогичную той, которая применяется во время производственных процессов. Например, при переработке серебряных батарей рабочие могут подвергаться воздействию паров ртути и оксида серебра.

Ремонт и переработка свинцово-кислотных аккумуляторов может привести не только к отравлению свинцом среди рабочих, а иногда и их семей, но также и к значительному загрязнению свинцом окружающей среды (Matte et al.1989). Во многих странах, особенно в странах Карибского бассейна и Латинской Америки, пластины свинцовых автомобильных аккумуляторов сжигаются для получения оксида свинца для глазурей для керамики.

Производство электрического кабеля

Производство электрических кабелей имеет три основных источника загрязнения: пары растворителей, потенциальные выбросы диизоцианата толуола при производстве эмалированных проводов и выбросы в окружающую среду при производстве материалов, используемых в кабелях. Все это требует соответствующего экологического контроля.

Производство электрических ламп и трубок

Основными экологическими проблемами здесь являются утилизация отходов и / или переработка ртутьсодержащих ламп и удаление ПХБ из балластов люминесцентных ламп. Производство стекла также может быть значительным источником выбросов оксидов азота в атмосферу.

Бытовые электроприборы

Поскольку промышленность по производству электроприборов в значительной степени является сборочной отраслью, экологические проблемы минимальны, за исключением красок и растворителей, используемых в качестве поверхностных покрытий.Стандартные меры контроля загрязнения должны быть введены в соответствии с экологическими нормами.

Утилизация электроприборов включает разделение восстановленного оборудования на различные материалы, такие как медь и низкоуглеродистая сталь, которые могут быть повторно использованы, что обсуждается в другом месте этой Энциклопедии.

ССЫЛКИ

Дукатман, А.М., Б.С. Дукатман и Дж. А. Барнс. 1988. Опасность литиевых батарей: старомодные последствия для планирования новых технологий.J Occup Med 30: 309311.

Директор по охране труда и технике безопасности (HSE). 1990. Искусственные минеральные волокна. Руководство EH 4 6. Лондон: HSE.

Международное агентство по изучению рака (IARC). 1992. Монографии по оценке канцерогенных рисков для человека, Vol. 54. Лион: МАИР.

Matte TD, JP Figueroa, G Burr, JP Flesch, RH Keenlyside и EL Baker. 1989. Воздействие свинца на рабочих, работающих с свинцово-кислотными аккумуляторами на Ямайке. Амер Дж. Инд Мед. 16: 167177.

МакДиармид, Массачусетс, К. С. Фриман, Е. А. Гроссман и Дж. Мартоник. 1996. Результаты биологического мониторинга рабочих, подвергшихся воздействию кадмия. Amer Ind Hyg Assoc J 57: 101.

Roels, HA, JP Ghyselen, E Ceulemans и RR Lauwerys. 1992. Оценка допустимого уровня воздействия марганца на рабочих, подвергающихся воздействию пыли диоксида марганца. Брит Дж. Инд Мед 49: 2534.

Telesca, DR. 1983. Обзор систем контроля риска для здоровья при использовании и переработке ртути. Отчет №КТ-109-4. Цинциннати, Огайо: NIOSH.

Уоллис, Г., Р. Менке и С. Челтон. 1993 г. Полевые испытания на рабочем месте одноразового противопыльного респиратора с полумаской отрицательного давления (3M 8710). Amer Ind Hyg Assoc J 54: 576-583.


Энергопотребление бытовой техники, стр. 3

Расчетная мощность

Обычно мощность большинства приборов указана на нижней или задней части прибора или на его «паспортной табличке». Указанная мощность является максимальной мощностью, потребляемой устройством.Поскольку у многих бытовых приборов есть ряд настроек (например, громкость радио), фактическое количество потребляемой мощности зависит от настройки, используемой в любой момент времени.

Информацию о мощности можно найти на нижней или задней панели многих приборов.

Холодильник, хотя и включен постоянно, на самом деле циклически включается и выключается со скоростью, которая зависит от ряда факторов. К этим факторам относятся степень теплоизоляции, комнатная температура, температура морозильной камеры, частота открывания двери, чистота змеевиков, регулярное размораживание и состояние дверных уплотнений.

Чтобы получить приблизительное число часов, в течение которых холодильник фактически работает при максимальной мощности, разделите общее время, в течение которого холодильник включен на три.

В таблице ниже указана мощность некоторых типичных бытовых приборов.

Потребляемая мощность (мощность)
Устройство Мощность (диапазон)
Радиочасы 10
Кофеварка 900–1200
Стиральная машина 350–500
Сушилка для одежды 1800-5000
Посудомоечная машина 1200-2400
Фен 1200-1875
Микроволновая печь 750-1100
Ноутбук 50
Холодильник 725
36 «Телевидение 133
Тостер 800-1400
Водонагреватель 4500-5500
Устройство
Мощность
Аквариум 50–1210
Радиочасы 10
Кофеварка 900–1200
Стиральная машина 350–500
Сушилка для одежды 1800-5000
Посудомоечная машина 1200-2400 (использование функции сушки значительно увеличивает потребление энергии)
Осушитель 785
Электрическое одеяло — одинарное / двойное 60/100
Вентилятор — потолочный 65–175
Вентилятор оконный 55–250
Вентилятор — топочный 750
Вентилятор — весь дом 240–750
Фен 1200–1875
Нагреватель (переносной) 750–1500
Утюг 1000–1800
Микроволновая печь 750–1100
Персональный компьютер — ЦП — в активном / спящем режиме 120/30 или меньше
Персональный компьютер — монитор — в спящем / активном состоянии 150/30 или меньше
Ноутбук 50
Радио (стерео) 70–400
Холодильник (без замораживания, 16 кубических футов) 725
19-дюймовый телевизор 65–110
27-дюймовый телевизор 113
36 «Телевидение 133
Проекционный телевизор 53–61 дюймов 170
Телевизор с плоским экраном 120
Тостер 800-1400
Тостерная печь 1225
Видеомагнитофон / DVD 17 — 21/20 — 25
Пылесос 1000–1440
Водонагреватель (40 галлонов) 4500–5500
Водяной насос (глубокий колодец) 250–1100
Водяная кровать (с обогревателем, без крышки) 120–380

Амперы и напряжение

Если мощность не указана на приборе, вы все равно можете оценить ее, найдя потребляемый ток (в амперах) и умножив его на напряжение, используемое прибором.

Большинство бытовых приборов в США используют 120 вольт. Более крупные приборы, такие как сушилки для одежды и электрические плиты, используют 240 вольт. Амперы могут быть указаны на устройстве вместо мощности.

Если нет, найдите амперметр , чтобы измерить ток, протекающий через него. Вы можете приобрести этот тип амперметра в магазинах электрического и электронного оборудования.

Снимите показания, пока устройство работает; это фактическое количество тока, используемого в данный момент.

Фантомные нагрузки

Также обратите внимание, что многие бытовые приборы продолжают потреблять небольшое количество энергии, когда они выключены.

Эти «фантомные нагрузки» возникают в большинстве электроприборов, таких как видеомагнитофоны, телевизоры, стереосистемы, компьютеры и кухонные приборы.

Большинство фантомных нагрузок увеличивают потребление энергии устройством на несколько ватт в час. Этих нагрузок можно избежать, отключив прибор от сети или используя удлинитель и используя переключатель на удлинителе, чтобы полностью отключить питание прибора.

электрических устройств и электронных устройств — в чем разница?

Разница между электрическим и электронным — тонкое, но важное различие в управлении энергией

В инженерно-технических сообществах термины «электрический» и «электронный» часто путают из-за плохого понимания тонких, но существенных различий между ними. Понимание разницы важно не только потому, что эти два термина имеют разные значения, но и из-за тенденции аббревиатуры или сокращения очень конкретного языка во время технического разговора.Непонимание или недопонимание для инженера может означать разницу между сборкой электрического тостера или электронного тостера.

В 1893 году Алан Макмастер изобрел первый электрический тостер в Эдинбурге, Шотландия. Нагревательные элементы тостера превращают электрическую энергию в тепло, чтобы вы могли сжечь тосты. В этом заключается различие между электрическими и электронными устройствами — манипулирование энергией в технологиях.

Электрические устройства берут энергию электрического тока, потока электронов в проводнике и преобразуют ее простыми способами в какую-либо другую форму энергии — скорее всего, свет, тепло или движение. Электрическое устройство — это устройство, которое напрямую использует электрическую энергию для выполнения задачи.

Напротив, электронные устройства делают гораздо больше. Вместо того, чтобы просто преобразовывать электрическую энергию в свет, тепло или движение, электронные устройства предназначены для управления электрическим током таким образом, чтобы добавить к нему значимую информацию.

Например, в электронном тостере используются те же нагревательные элементы, пружины и решетки для хлеба, что и в электрическом тостере, но он может включать в себя множество более сложных компонентов, таких как электронная панель дисплея, которая показывает процесс тостирования термостат, который пытается поддерживать тепло на нужной температуре.Электроника относится к технологии, которая работает, управляя движением электронов способами, выходящими за рамки электродинамических свойств, таких как напряжение и ток.

Обычно, если что-то использует электричество просто как энергию, оно электрическое. Если он использует электричество как средство манипулирования информацией, он почти наверняка будет электронным. Электрические и электронные устройства состоят из разных, но частично совпадающих категорий, но, короче говоря, все электронные устройства также являются электрическими устройствами, это подмножество.

Источники: чайников, StackExchange, All About Circuits

Узнать больше об электронных продуктах Digital

Категории электрического и электронного оборудования

Прежде чем рассматривать различия, неплохо бы посмотреть, что у них общего.

Во-первых, мы говорим о них одинаково, используя аббревиатуру EAE для обозначения электрических и электронных устройств.

Еще одна общая черта электрических и электронных устройств заключается в том, что они используют электрический ток или электромагнитные поля в качестве источника энергии.Итак, оба используют один и тот же тип энергии , но в то время как первый преобразует его в другую форму энергии, последний использует его для обработки информации.

Они оба составляют неотъемлемую часть нашей жизни . Каждый день мы пользуемся множеством электроприборов. Все наши дома полны ими, начиная с кухни, где находится большинство из этих приборов, таких как стиральные машины, посудомоечные машины, холодильники, миксеры для пищевых продуктов, микроволновые печи, кухонные комбайны и кофеварки.Другие электроприборы, обычно встречающиеся в доме, — это телевизоры, маршрутизаторы, динамики, утюги и оборудование для ухода за собой, например, фены. В наших домах также есть предметы, которые мы везде берем с собой, например смартфоны, беспроводные наушники и планшеты.

Что касается электронных устройств , хотя их может быть меньше, они по-прежнему важны и полезны для нас. Могли бы мы жить без компьютеров?

Тот факт, что они настолько обычны и так важны для нашей повседневной жизни, означает, что их полезный срок службы ограничен и мы производим огромное количество отходов, содержащих эти объекты . Это делает их ключевой целью по переработке возобновляемых материалов. Некоторые говорят, что они предлагают в три раза больше возможностей для переработки, чем любые другие твердые отходы, поэтому, чтобы избежать их негативного воздействия на здоровье человека и окружающую среду, мы должны убедиться, что они надлежащим образом собираются, обрабатываются и обрабатываются. Например, знаете ли вы, что алюминий, медь и различные металлы, извлеченные из холодильников, можно переработать и снова использовать в производственных процессах?

В наши дни переработка таких устройств больше не является обязательной. С 2018 года большая часть должна быть переработана в соответствии с законом . Помимо уже установленных законодательством, таких как устройства для теплообмена, мониторы, экраны, лампы, компьютерное оборудование и фотоэлектрические панели, добавляются другие, такие как лампы, вилки, датчики, контроллеры, двигатели, трансформаторы и расходные материалы для офиса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *