Учебники, курсовые и задачи по ТОЭ, энергетике, механике, математике

Школьный курс математики

Контольная работа
Понятие натуральных чисел
Сравнения по модулю и признаки делимости
Целые числа
http://mashdet.ru/
Обыкновенные дроби

Понятие комплексного числа

Контрольная по математике

Справочный материал к выполнению
контрольной работы
Матричные уравнения
Алгебра матриц
Функции нескольких переменных
Вычислить пределы
Найти частные производные
Неопределенный интеграл
Вычисление определенного интеграла 
Вычислить интегралы от функции
комплексного переменного
Вычислить криволинейный интеграл
Двойной интеграл
Тройной интеграл в цилиндрических
координатах
http://xcolor74.ru/
Тройной интеграл в сферических
координатах
Векторная функция скалярного аргумента

Дизайн среды

Ландшафтная архитектура
Древнерусская архитектура
Русская мебель XIX века
История мебели
Моделирование
http://teldig.ru/
Стиль
Ассортимент
Ансамбль
Художественное восприятие произведений
дизайна
Работа с деревом Советы мастера

История мировой культуры

Мусульманская культура
Тибетский буддизм
Традиционная культура Японии
Культура Африки
Культура Византии
Эпоха Возрождения
История русской культуры
Культура Киевской Руси

Курс
лекций по ТОЭ и типовые задания

Курс лекций по физике
Расчет цепей в задачах курсового расчета
Конспект лекций по электротехнике
Источники электрической энергии
Расчет цепей постоянного тока по законам
Кирхгофа
Выполним расчет цепи по методу
контурных токов
Реактивные сопротивления элементов цепи
Найдем комплексные амплитуды токов
Параметры элементов схем реактивных
двухполюсников
Амплитудный и фазовый спектры
напряжения
Расчет переходных процессов
в электрических цепях

Найти токи во всех ветвях

Лабораторные по электронике
Расчет переходных процессов
при импупьсных воздействиях

Курсовой расчет по дисциплине
"Теоретическая механика"

Проекция силы на ось
Уравнения равновесия плоской системы
сходящихся сил
Момент сил относительно точки и оси
Сумма статических моментов
Ускорение точки
Кинематические пары и цепи
Работа и мощность
при вращательном движении
Сила трения качения
Построение эпюр продольных сил
Расчеты на срез и смятие
Расчеты на прочность и жесткость
Понятие о сложном деформированном
состоянии
Понятие о теориях прочности
Основные требования к машинам и деталям
Классификация машин
Храповые механизмы
Ременные передачи
Шпоночные и зубчатые (шлицевые)
соединения
Назначение и классификация муфт
Сварные соединения

Электротехнические материал

Полупроводниковые материалы
Проводники
Магнитные материалы
Диэлектрические потери
Электрический пробой
Диэлектрические материалы
Электропроводность проводников,
полупроводников и диэлектриков
Механические свойства материалов
Электропроводность слабопроводящих
материалов
Диэлектрические вещества
Полимеры

Машиностроение

Курс черчения
Выполнение чертежей

Энергетика

Атомные электрические станции
Реактор БН
 

Математика решение задач контрольной работы

Предел последовательности

Вычисление интегралов

Несобственные интегралы

Машиностроение. Курс черчения

Резьбовые соединения

  • Витовые поверхности и изделия с резьбой В технике широко применяются изделия с винтовыми поверхностями.
  • Построение проекции винтовой поверхности Если к поверхности прямого кругового цилиндра прикасается одной стороной произвольная плоская фигура так, что ее плоскость проходит через ось цилиндра, то в результате винтового движения фигуры без изменения ее положения относительно оси цилиндрической поверхности получается винтовой выступ.
  • Многозаходные винты и резьбы Пусть по цилиндру движется не одна точка, образующая винтовую линию, а две, имеющие исходное положение на противоположных концах какого-либо диаметра окружности основания цилиндра. Тогда на цилиндре получаются две винтовые линии, смещенные относительно друг друга: на цилиндре будут два захода винтовых линий.
  • Виды резьб и их обозначения В технике широко применяют детали, имеющие различные резьбы, каждая из которых наиболее полно отвечает назначению и условиям работы резьбового соединения. Резьбы, применяемые для неподвижных соединений, называются крепежными. Резьбы, применяемые в подвижных соединениях для передач заданного перемещения одной детали относительно другой, называются кинематическими (ходовыми).
  • Метрическая резьба наиболее часто применяется в крепежных деталях (винты, болты, шпильки, гайки).
  • Трубная цилиндрическая резьба применяется для соединения труб, где требуется герметичность. Профиль резьбы — равнобедренный треугольник с углом при вершине 55
  • Трубная коническая резьба применяется в случаях, когда требуется повышенная герметичность соединения труб при больших давлениях жидкости или газа.
  • Трапецеидальная резьба относится к кинематическим резьбам и предназначена для передачи движения. ГОСТ 9484—81 устанавливает профиль и размеры его элементов. Профиль трапецеидальной резьбы — равнобочная трапеция с углом 30° между ее боковыми сторонами
  • Упорная резьба применяется при больших односторонних усилиях, действующих в осевом направлении ГОСТ 10177—82 устанавливает форму профиля и основные размеры для однозаходной упорной резьбы
  • Стандартные резьбовые крепежные детали и их условные обозначения
  • Болты Болт состоит из двух частей: головки и стержня с резьбой. В большинстве конструкций болтов на его головке имеется фаска, сглаживающая острые края головки и облегчающая положение гаечного ключа при свинчивании.
  • Гайки навинчиваются на резьбовой конец болта, при этом соединяемые детали зажимаются между гайкой и головкой болта.
  • Винтом называется резьбовой стержень, на одном конце которого имеется головка.
  • Шурупы ввертываются в дерево и некоторые полимерные материалы (пластмассы).
  • Шпилька применяется в тех случаях, когда у деталей нет места для размещения головки болта, или если одна из деталей имеет значительно большую толщину, тогда применять слишком длинный болт неэкономично.

Соединение деталей машин

  • Резьбовые соединения При сборке машин, станков, приборов и аппаратов отдельные их детали в большинстве случаев соединяют друг с другом резбовыми крепежными изделиями: болтами, винтами, шпильками.
  • Соединения деталей болтом При выполнении сборочных чертежей болты, гайки и шайбы обычно вычерчивают упрощенно, выдерживая соотношения размеров и учитывая диаметр резьбы
  • Соединение деталей винтами Как и в шпилечном соединении, винт завинчивается в отверстие с резьбой, выполненное в одним из соединяемых деталей. Длина чиваемого резьбового конца винта и резьбовое отверстия определяется материалом детали.
  • Требования к чертежам деталей Основным конструкторским документом при изготовлении детали является ее чертеж. Чертеж — документ, содержащий изображение щгпи и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля. Деталь изображается на чертеже в том виде, в том она должна поступить на сборку. создании изделий участвуют конструкторы, нотоги, мастера, рабочие и работники нормо-контроля, для их работы необходим единыи язык для правильного понимания чертежей в и всей конструкторской и технологической документации
  • Форма детали и ее элементы Конструирование деталей машин является сложным творческим процессом, сопровождающимся рядом задач; в частности, обеспечение прочности и износоустойчивости детали, технологичности наименьшей массы и т.п

Нанесение размеров на чертежах деталей

Обозначение материалов на чертежах деталей

Выполнение эскизов и чертежей деталей

Атомная энергетика

  • Принцип работы атомных электрических станций
  • Надежность АЭС В связи с широким строительством АЭС возникают естественные вопросы безопасности их работы и возможных вредных влияний на человека и, в первую очередь, влияний радиоактивных излучений. Радиоактивное излучение опасно для людей, в больших дозах может вызвать заболевание и даже смерть.
  • Описание атомной станции малой мощности
  • Технико-экономическое сравнение плавучего энергоблока на основе традиционной РУ КЛТ-40C с канальной активной зоной и безперегрузочной работой в течении 3 лет и ПЭБ с модернизированной кассетной активной зоной с 12-годичным циклом безперегрузочной работы.
  • Описание реакторной установки Судовая (корабельная) реакторная установка (РУ) - комплекс оборудования и систем, предназначенный для преобразования энергии деления ядра в тепловую, обеспечивающую получение механической энергии для движения судна (корабля) и электроэнергии.
  • Параметры реакторной установки Выбор параметров первого и второго контуров ЯЭУ и, следовательно, параметров РУ обусловлен рядом факторов, среди которых наиболее важными являются теплофизические свойства воды как теплоносителя и замедлителя в реакторе.
  • Основные решения по конструкции активной зоны Тепловыделяющий элемент Проработка активной зоны для реактора РУ КЛТ-40С под задачу нераспространения с использованием топлива таблеточного типа выполнена на базе гладкостержневого твэла того же типоразмера, что и для высокообогащенной активной зоны: наружный диаметр 6,2 мм, толщина оболочки 0,5 мм, материал оболочки - коррозионно и радиционностойкий сплав Э-635.
  • Описание систем реакторной установки
  • Системы аварийной остановки реактора Система исполнительных механизмов СУЗ Система исполнительных механизмов СУЗ предназначена для перевода активной зоны реактора в подкритическое состояние и поддержания ее в этом состоянии с помощью средств воздействия на реактивность по сигналам аварийной защиты. Кроме того, система предназначена для автоматического регулирования параметров реактора и оперативного воздействия на реактивность по сигналам предупредительной защиты или ЭСМ в процессе эксплуатации реакторной установки.
  • Система аварийного охлаждения активной зоны предназначена для восполнения потерь воды из 1 контура и охлаждения активной зоны в авариях с течью теплоносителя.
  • Локализующие системы безопасности Защитная оболочка
  • Обеспечивающие системы безопасности Система аварийного электроснабжения является обеспечивающей системой безопасности, предназначенной для обеспечения электроэнергией потребителей систем безопасности РУ во всех эксплуатационных режимах, в том числе при потере основных и резервных источников электроэнергии.
  • Технологическая схема сборки твэла
  • Ионизирующие излучения Характерной особенностью проектируемой реакторной установки является то, что работает она в достаточно мягком спектре, т.е. производит нейтроны тепловой части спектра, а также сопутствующее гамма-излучение. Данные излучения пагубно влияют на конструкционные материалы, приводя к ухудшению их прочностных характеристик. Радиоактивное излучение представляет опасность для здоровья и жизни людей. Проектирование и монтаж бассейнов под ключ
  • Реакторы типа РБМК-1000
  • Реакторы типа ВВЭР
  • Принцип работы теплоэлектрических преобразователей В большинстве случаев нас в виде конечного вида энергии интересует электроэнергия. Наиболее распространенные сегодня  электростанции (ТЭЦ, АЭС) вырабатывают электроэнергию путём многих последовательных ступеней преобразования, причём всякая ступень преобразования энергии характеризуется большими или меньшими потерями, и ясно, что число промежуточных ступеней преобразования желательно по возможности уменьшить до минимума.
  • Характеристики современных термоэлектропреобразователей. Работы в области термоэлектрических преобразователей получили достаточно широкий размах начиная с начала 60-х годов ХХ века в СССР, США и ряде других стран. Интерес к этим преобразователям объясняется тем, что подобные методы преобразования энергии упрощают схему установок, исключают промежуточные этапы превращения энергии и позволяют создать легкие компактные установки.
  • Проект второй очереди Нововоронежской АЭС (энергоблоки 3 и 4) разрабатывался в 60-х годах. Разработка проектно-конструкторской документации была осуществлена на основе общепромышленных нормативов, специальные нормы и правила существовали только для таких специфических аспектов использования атомной энергетики, как радиационная защита («Санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений» СП-333-60; «Санитарные правила проектирования атомных станций» и «Нормы радиационной безопасности» НРБ-69).
  • Повышение безопасности энергоблока №4 НВАЭС и надёжности систем, обеспечивающих охлаждение активной зоны при авариях с потерей теплоносителя (LOCA).
  • Повышение безопасности энергоблока №4 НВАЭС за счет использования систем безопасности 3 блока
  • Среди величайших достижений XX века наряду с генной и полупроводниковой технологиями открытие атомной энергии и овладение ею занимает особое место.
  • АЭС c реактором БН-600
  • Особенности ядерных реакторов Ядерный реактор - устройство для осуществления управляемой реакции деления и преобразования выделившейся при делении энергии в тепловую для дальнейшего использования.
  • Основные этапы ядерного топливного цикла Для того, чтобы освоить практическое исполь­зование ядерной энергетики, разрабо­тать и построить эф­фективные, надёжные и безопас­ные ядер­ные реакторы, людям потребовалось глубоко изучить теорию атомно-го ядра, на-учиться создавать и поддерживать условия, при которых протекает управляемая цепная реакция деления ядер, исследовать физические и химические свойства ядерного горючего, найти и создать необходимые конструкционные материалы, реализовать очень сложные технологии обогащения урана и обращения с радиоактивным облучённым топливом
  • Топливо ядерных реакторов

Гидроэлектрические станции (ГЭС)

  • Гидроэлектрические станции — это высокоэффективные источники электроэнергии. В большинстве случаев гидроэлектростанции представляют собой объекты комплексного назначения, обеспечивающие нужды электроэнергетики и других отраслей народного хозяйства: мелиорации земель, водного транспорта, водоснабжения, рыбного хозяйства и пр.
  • КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЕТ Задача: рассчитать геометрические размеры парогенератора.
  • РАСЧЕТ МЕЖПРОМЫВОЧНОГО ПЕРИОДА Все примеси, поступающие в прямоточный ПГ с питательной водой и образующиеся в нем за счет коррозии, частично отлагаются на поверхностях теплообмена и частично уносятся с паром и образуют отложения в проточной части турбины, либо проходят транзитом через парогенератор и турбину и загрязняют турбинный конденсат.
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ
  • ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ТИПЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
  • Парогенератор. Рассмотрим дополнительно работу одного из основных элементов станции - парогенератора, в котором получают пар для питания станции. Современный парогенератор представляет собой сложное техническое сооружение больших размеров, высота которого соизмерима с высотой пятиэтажного дома.
  • На отечественных ТЭС начинают широко использовать газотурбинные установки (ГТУ). В качестве рабочего тела в них используется смесь продуктов сгорания топлива с воздухом или нагретый воздух при большом давлении и высокой температуре. В ГТУ преобразуется теплота газов в кинетическую энергию вращения ротора турбины.
  • Основой изучения работы ГЭС, преобразующих энергию воды в электрическую энергию, является наука, называемая гидравликой. Она включает в себя гидростатику, изучающую равновесие жидкостей, и гидродинамику, изучающую движение жидкостей.

Энергетический реактор на быстрых нейтронах

  • Международное сотрудничество в области сохранения знаний по быстрым реакторам В последние годы наблюдается международная кооперация в области ядерной энергетики. При активном участии российских специалистов МАГАТЭ развивает крупный международный проект INPRO. Его цель – выработка принципов обеспечения безопасности и эффективности крупномасштабной ядерной энергетики, а также объединение обладателей ядерных технологий и будущих пользователей для совместных действий, направленных на усовершенствование ядерных реакторов и их топливных циклов.
  • Действующие реакторные технологии Большинство из действующих атомных энергоблоков используют легководные реакторы (LWR) - 82% от общего числа блоков. На долю тяжёловодных установок приходится 10%, газоохлаждаемых - 4%, и реакторов с водным охлаждением и графитовым замедлителем - 4%. В мире действуют также несколько быстрых реакторов с натриевым теплоносителем
  • Перспективы развития быстрых реакторов Главными факторами, влияющими на развитие ядерно-энергетических систем нового поколения в XXI веке, будут: экономика, безопасность, устойчивость с точки зрения нераспространения и защита окружающей среды, включая улучшение использования ресурсов и сокращение образования отходов. Многие будущие инновации будут сосредоточены на системах на быстрых нейтронах, которые могут производить больше делящегося материала в форме плутония-239, чем они потребляют
  • Технико-экономические показатели быстрых реакторов Пока запасы органического топлива продолжали стремительно иссякать, миллиарды долларов в развитых странах были истрачены на разработку альтернативных способов получения энергии, но эффективных технологий так и не нашли. Американцы, например, потратили несколько миллиардов долларов на развитие ветряных станций, но в итоге признали, что их доля едва ли когда-нибудь превысит 5% от общего объема производимого в стране электричества.
  • Сложности, связанные с быстрыми реакторами Удивляться тому, что внедрение столь привлекательного на первый взгляд ноу-хау в массовое производство так и не состоялось, не стоит.
  • Система организации знаний по быстрым реакторам Одним из результатов, достигнутых человечеством в начале 21 века, является осознание того, что знания - это ресурс, необходимый для его дальнейшего развития. Ядерные знания - это тот особый значимый ресурс, без которого невозможно устойчивое развитие ядерной энергетики.
  • Разработка системы поиска документов по таксономии СОЗ БР Подразделение по Управлению Знаниями Департамента Ядерной Энергетики МАГАТЭ проводит активную работу, которая, по моему мнению, способна изменить ситуацию и помочь коллективной работе по созданию единого хранилища знаний по быстрым реакторам на основе таксономии СОЗ БР
  • Методическое руководство к расчёту Водо-водянных реакторов в курсовом проектировании Датой рождения российской ядерной энергетики принято считать 1954-й – год пуска в Советском Союзе первой атомной электростанции (АЭС) мощностью 6МВт. Опыт пуска и работы этой станции показал реальность использования атомной энергии в мирных целях. Вслед за относительно коротким этапом промышленного эксперимента последовал этап интенсивного строительства АЭС сразу в нескольких странах. Так к концу 1989 года в нашей стране выработка электроэнергии на АЭС составляет 220 – 255 млрд. квт. часов или 14% от её производства другими способами.
  •  Методика расчёта реакторов с тесной решёткой Любой гетерогенный реактор физически очень сложен для расчёта в один этап, т. е. для расчёта, который бы учитывал и внутреннюю геометрию активной зоны (распределение потока нейтронов всех энергий в твэлах и окружающем каждый из них замедлителем) и её конечность, обуславливающую утечку нейтронов из реактора. Трудность подхода к задаче усугубляется и тем, что как внутри ТВЭЛов, так и в прилежащих к ним слоях замедлителя почти при всех энергиях нейтронов неприменимо диффузионное приближение.
  •  Гомогенный реактор с отражателем В целях определения критических размеров плоского гомогенного реактора запишем уравнения диффузии для активной зоны и отражателя с соответствующими граничными условиями.
  •  Расчёт кампании водо-водянного реактора Изменение концентрации топливных компонент в реакторе Во время работы в реакторе непрерывно протекают процессы, приводящие к изменению нуклидного состава. С течением времени постепенно выгорают ядра загруженного в реактор топлива и образуются новые. Среди последних следует выделить делящиеся ядра . Процесс накопления этих ядер принято называть воспроизводством делящегося материала.
  • Шлакование реактора Объединим шлаки в одну группу и будем оперировать суммарной ядерной плотностью.
  • Органы управления реактора В любом реакторе имеется независимая система - СУЗ для изменения . Необходимость её очевидна, если рассмотреть задачи решаемые СУЗ:
  • Ядерная энергетика в мире активно растет и развивается, особенно активно идет этот процесс в Японии, Корее, Китае и Индии. В последних двух странах потребность в электричестве растет столь быстро, что возникает вопрос уже о скорости наработки ресурсов ядерного топлива (обогащенного урана и плутония) для загрузки новых реакторов.
  • Основы физики ядерных реакторов Цикл размножения нейтронов В результате реакции деления тяжелых ядер образуются новые вторичные нейтроны, которые сами, в свою очередь, могут вызвать деление других тяжелых ядер, и в результате возникнет т.н. самоподдерживающаяся цепная реакция деления. Самоподдерживающаяся цепная реакция деления в среде возможна при условии, что на один нейтрон, поглощенный ядром делящегося нуклида, высвобождается h ³1 новых нейтронов.
  • Зависимость эффективного коэффициента размножения от обогащения ядерного топлива
  • Эффекты реактивности в реакторе. Общие определения и требования к коэффициентам реактивности.
  • Воспроизводство ядерного топлива - это процесс образования в реакторе вторичных делящихся нуклидов из нуклидов, которые не делятся на тепловых нейтронах. В реакторах, работающих на уране, помимо выгорания делящегося нуклида 235U при радиационном захвате нейтронов ядрами 238U (реакция (n, g)) образуются ядра нового делящегося нуклида 239Pu. Затем, в результате последовательных захватов на 239Pu образуются также ядра 240Pu и 241Pu. Аналогично в ядерном реакторе, содержащем в активной зоне торий 232Th в качестве сырьевого нуклида, образуется новый делящийся нуклид 233U.
  • Регулирование реакторов
  • Регулирование реактивности стержнями Основной частью СУЗ нужно считать ее рабочие органы, Чаще всего это подвижные поглощающие стержни, в которые входит материал сильно поглощающий нейтроны( в интересующем случае ВВЭР-тепловые нейтроны).
  • Жидкостное регулирование реактивности Причины введения системы борного регулирования. Ее преимущества и недостатки. В ядерных реакторах, типа ВВЭР-1000, широкое применение получило так называемое жидкостное борное регулирование. Суть его заключается в том, что в циркулирующую в первом контуре воду, выполняющую одновременно роль теплоносителя и замедлителя, добавляется определенное количество борной кислоты
  • Остаточное тепловыделение в топливе и кризис теплообмена Ядерный реактор имеет одну чрезвычайно специфическую особенность: энерговыделение в реакторе не прекращается сразу после остановки цепной реакции и исчерпания обычной тепловой инерции. Энерговыделение в нем продолжается долгие сутки, недели и месяцы за счет именно ядерных процессов распада, что порождает ряд технически сложных проблем и создает дополнительную угрозу для оборудования, персонала и окружающей среды, что в полной мере проявилось при аварии на АЭС Тримайл- Айленд.

Курсовой проект «Электрическая часть электростанций и подстанций»

Действие радиации на человека и окружающую среду

  • Среди вопросов, представляющих научный интерес, немногие приковывают к себе столь постоянное внимание общественности и вызывают так много споров, как вопрос о действии радиации на человека и окружающую среду. В промышленно развитых странах не проходит и недели без какой-нибудь демонстрации общественности по этому поводу. Такая же ситуация довольно скоро может возникнуть и в развивающихся странах, которые создают свою атомную энергетику; есть все основания утверждать, что дебаты по поводу радиации и ее воздействия вряд ли утихнут в ближайшем будущем.
  • Радиоактивность – отнюдь не новое явление; новизна состоит лишь в том, как люди пытались ее использовать. И радиоактивность, и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовали в космосе до возникновения самой Земли.
  • Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество такой переданной организму энергии называется дозой (термин не слишком удачный, поскольку первоначально он относился к дозе лекарственного препарата, т.е. дозе, идущей на пользу, а не во вред организму).
  • Естественные источники радиации Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами.
  • Земная радиация Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах Земли, - это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана-238 и тория-232-долгоживущих изотопов, включившихся в состав Земли с самого ее рождения.
  • Радон Лишь недавно ученые поняли, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) радон. Согласно текущей оценке НКДАР ООН, радон вместе со своими дочерними продуктами радиоактивного распада ответствен примерно за 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации, и примерно за половину этой дозы от всех естественных источников радиации. Большую часть этой дозы человек получает от радионуклидов, попадающих в его организм вместе с вдыхаемым воздухом, особенно в непроветриваемых помещениях.
  • Среди других промышленных отходов с высокой радиоактивностью, применявшихся в строительстве, следует назвать кирпич из красной глины-отхода производства алюминия, доменный шлак-отход черной металлургии и зольную пыль, образующуюся при сжигании угля.
  • Другие источники радиации Уголь, подобно большинству других природных материалов, содержит ничтожные количества первичных радионуклидов. Последние, извлеченные вместе с углем из недр земли, после сжигания угля попадают в окружающую среду, где могут служить источником облучения людей.
  • Источники, созданные человеком За последние несколько десятилетий человек создал несколько сотен искусственных радионуклидов и научился использовать энергию атома в самых разных целях: в медицине и для создания атомного оружия, для производства энергии и обнаружения пожаров, для изготовления светящихся циферблатов часов и поиска полезных ископаемых. Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом.
  • Ядерные взрывы За последние 40 лет каждый из нас подвергался облучению от радиоактивных осадков, которые образовались в результате ядерных взрывов. Речь идет не о тех радиоактивных осадках, которые выпали после бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 году, а об осадках, связанных с испытанием ядерного оружия в атмосфере.
  • Атомная энергетика Источником облучения, вокруг которого ведутся наиболее интенсивные споры, являются атомные электростанции, хотя в настоящее время они вносят весьма незначительный вклад в суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень невелики.
  • Урановый концентрат, поступающий с обогатительной фабрики, подвергается дальнейшей переработке и очистке и на специальных заводах превращается в ядерное топливо. В результате такой переработки образуются газообразные и жидкие радиоактивные отходы, однако дозы облучения от них намного меньше, чем на других стадиях ядерного топливного цикла.
  • Профессиональное облучение Самые большие дозы облучения, источником которого являются объекты атомной промышленности, получают люди, которые на них работают. Профессиональные дозы почти повсеместно являются самыми большими из всех видов доз.
  • Внизу, под землей, повышенные дозы получают шахтеры, добывающие каменный уголь, железную руду и т. д. Индивидуальные дозы сильно различаются, а при некоторых видах подземных работ (исключая работы в каменноугольных шахтах) эти дозы могут быть даже выше, чем в урановых рудниках. Очень высокие дозы - более 300 мЗв в год, что в 6 раз выше международного стандарта, принятого для работников атомной промышленности, - получает персонал курортов, где применяются радоновые ванны и куда люди едут, чтобы поправить свое здоровье.
  • Действие радиации на человека Радиация по самой своей природе вредна для жизни. Малые дозы облучения могут «запустить» не до конца еще установленную цепь событий, приводящую к раку или к генетическим повреждениям (рис. 5.1). При больших дозах радиация может разрушать клетки, повреждать ткани органов и явиться причиной скорой гибели организма.
  • Репродуктивные органы и глаза также отличаются повышенной чувствительностью к облучению. Однократное облучение семенников при дозе всего лишь в 0,1 Гр приводит к временной стерильности мужчин, а дозы свыше двух грэев могут привести к постоянной стерильности: лишь через много лет семенники смогут вновь продуцировать полноценную сперму.
  • Генетические последствия облучения Изучение генетических последствий облучения связано с еще большими трудностями, чем в случае рака. Во-первых, очень мало известно о том, какие повреждения возникают в генетическом аппарате человека при облучении; во-вторых, полное выявление всех наследственных дефектов происходит лишь на протяжении многих поколений; и, в-третьих, как и в случае рака, эти дефекты невозможно отличить от тех, которые возникли совсем по другим причинам.
  • Облучение в результате радиоактивного загрязнения окружающей среды предприятиями атомной энергетики гораздо труднее оценить однозначно. Во-первых, все выгоды, которые может дать получение энергии таким способом, достаются всему обществу в целом, а люди, живущие рядом с такими предприятиями, на которых падает весь риск, получают лишь малую толику этих выгод.

Курс лекций по физике

  • Основы специальной теории относительности (СТО). Предпосылки создания, работы Майкельсона-Морли, Фитцджеральда, Лоренца, Эйнштейна.
  • Основы классической динамики Общей целью механики (а с небольшими оговорками – и всей физики) является создание методов решения задач типа: дана определенная физическая система в определенных внешних условиях; требуется найти, что произойдет с этой системой через какой-то промежуток времени.
  • Законы Ньютона в классической механике. Роль законов Ньютона в физике необозримо велика. На основе ограниченного числа законов построена целая наука – механика, скоро 300 лет используемая человечеством в своей практической и научной деятельности.
  • Механическая работа Физическая величина силы тесно связана с другой очень важной величиной – величиной работы. Из курса физики средней школы известно, что, если на частицу, движущуюся по прямой линии, действует сила F, направленная под углом a к направлению движению
  • Связь силы и потенциальной энергии. Каждой точке потенциального поля сил соответствует, с одной стороны, некоторое значение силы F, действующей на тело, с другой стороны – некоторое значение потенциальной энергии U для данной конфигурации взаимодействующих тел. Следовательно, между  и U должна существовать какая-то функциональная связь.
  • Потенциальная энергия тяготения двух тел. Рассмотрим потенциальную энергию физической системы, в которой осуществляется фундаментальное гравитационное взаимодействие, на примере  взаимодействия двух тел
  • Движение твердого тела Кинематика плоского движения твердого тела. Физической моделью, которую обычно используют для описания движения реальных тел, является уже упомянутая модель абсолютно твердого тела («система материальных точек, расстояние между которыми не меняется в процессе движения тела»).
  • Уравнение состояния реального газа. Уравнения идеального газа отлично выполняются для разряженных газов, когда р < 1 атм. Для 1 < р < 10 атм - выполняются хорошо, от 10 атм<р<100 атм – удовлетворительно (например, для азота отклонения в законе Бойля-Мариотта не превышают 7%), если же давление больше 100 атм – плохо (а в «коммерческом» баллоне с кислородом – 150 атм).
  • Основы термодинамики При термодинамическом методе изучения процессов не рассматривается поведение и движение отдельных молекул, что свойственно физико-статистическим методам изучения свойств газов. В термодинамике основные понятия – это внутренняя энергия, количество теплоты, совершенная работа, энтропия и другие специфические термодинамические функции, а основными параметрами состояния газа служат температура, плотность.
  • Второе начало термодинамики Второе начало термодинамики, как и первое, может быть сформулировано несколькими способами. В наиболее очевидной формулировке второе начало гласит, что невозможен самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому.
  • Свойства электрических зарядов. Закон Кулона. Мы приступаем к более подробному рассмотрению очередного фундаментального физического взаимодействия – электромагнитного. Существование электромагнитных сил известно человечеству несколько тысячелетий. Ещё древние греки ввели термин «электрон» («янтарь», «способный притягивать к себе»).
  • Электрическое поле и его характеристики Взаимодействие между покоящимися зарядами осуществляется через электрическое поле. Всякий электрический заряд изменяет свойства окружающего его пространства – создает в нем электрическое поле, как особый вид материи, опосредствующий взаимодействие электрических зарядов.
  • Поток вектора напряженности электрического поля. Вектор электрической индукции D и его поток. В предыдущем параграфе был приведен пример вычисления напряженности поля системы электрических зарядов способом суперпозиции полей. Однако геометрическое сложение напряженностей более чем двух зарядов очень громоздко, неудобно и дает погрешности, нарастающие с числом используемых зарядов.
  • Объяснение сегнетоэлектричества. В сегнетоэлектриках между молекулами существуют весьма сильное взаимодействие, благодаря которому наиболее устойчивым и энергетически выгодным оказывается состояние с параллельной ориентацией молярных диполей.
  • Постоянный электрический ток Основные понятия и определения Если в проводнике создать электрическое поле, то носители заряда придут в упорядоченное движение: положительные в направлении поля, отрицательные в противоположную сторону. Упорядоченное движение зарядов называется электрическим током. Ток может течь в твердых телах (металлы, полупроводники), в жидкостях (электролиты), в газах (газовый разряд), в вакууме (пучки электронов, ионов, протонов). Его принято характеризовать силой тока - скалярной величиной, равной заряду, переносимому носителями через рассматриваемую поверхность (например, через поперечное сечение проводника) в единицу времени.
  • Закон Ома для однородного участка цепи в интегральной и дифференциальной форме.
  • Работа и мощность постоянного тока Пусть на концах участка цепи существует и поддерживается напряжение U. Тогда за время t через любое сечение проходит заряд q = I×t, это равносильно переносу силами электрического поля заряда q с одного конца проводника на другой.
  • Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа Расчет разветвленных цепей значительно упрощается, если пользоваться правилами, сформулированными Кирхгофом. Этих правил два. Первое из них относится к узлам цепи. Узлом называется точка, в которой сходится более чем два проводника
  • Основы классической электронной теории Электронная теория проводимости металлов была впервые создана П. Друде в 1900 г. и получила дальнейшее развитие в работах Г. Лоренца. С точки зрения классической электронной теории высокая электропроводность металлов объясняется наличием огромного числа носителей тока - электронов проводимости, перемещающихся по всему объему проводника. Друде предположил, что электроны проводимости в металле можно рассматривать как электронный газ, обладающий свойствами идеального одноатомного газа.
  • Магнитное поле До начала 19-го века единственным источником магнитного поля, известным Человечеству, были постоянные магниты. Они применялись в виде магнитных стрелок компаса (древний Китай), священниками («плавающий гроб» Магомета в Мекке), были попытки применения магнитов для лечения болезней (растирали руду в порошок и беспощадно заставляли пить суспензию). Ни о какой физической ясности о природе явления, конечно, не было.
  • Ускорители заряженных частиц Ядерная физика изучает взаимодействие частиц высоких энергий. Для их получения исторически первыми были электростатические ускорители, но при этом требуются ускоряющие напряжения ~ 1 MB, которые никакие конструкции не выдерживают: возникают поверхностные пробои, газовые разряды. Этого же результата можно добиться, если частицы многократно (циклически) пропускать через одну и ту же область ускоряющего электрического поля. Это обеспечивается их круговым движением в магнитном поле.
  • Сила Ампера Исторически первой была открыта и описана не сила Лоренца, действующая со стороны магнитного поля на отдельные заряды, о величине которых в начале 19 века ничего не было известно, а сила, действующая на макроскопические токи. Представим себе проводник с током как некий канал с движущимися заряженными частицами. В металлах движется облако валентных электронов между узлами решетки, в жидкостях наблюдается встречное движение противоположно заряженных ионов, в газах – встречное движение ионов и электронов, в вакууме можно создать пучки электронов, протонов, a - частиц, ионов и т.п.
  • Контур с током в магнитном поле Пусть прямоугольный плоский контур с током помещается в однородном магнитном поле. Если контур ориентирован так, что вектор В параллелен его плоскости (рис.23.3), то стороны, имеющие длину b, не будут испытывать действия сил, так как для них в формуле (23/3) sin a = 0.
  • Магнитные свойства вещества Определение в начале 19 века движения электрических зарядов в качестве источника магнитного поля и установление ядерно-электронного строения вещества в начале 20 века предопределило современные представления о невозможности индифферентной реакции на внешнее магнитное поле любых веществ в любом агрегатном состоянии - газообразном, жидком или твердом. Таким образом, все вещества в природе являются магнетиками разных типов.
  • Магнитное поле в веществе. Вектор намагничивания Макроскопически реакция любого вещества на помещение его во внешнее магнитное поле сходна с поляризацией диэлектриков, помещенных в электрическое поле.
  • Диамагнетики
  • Ферромагнетики Помимо уже рассмотренных двух классов веществ - диа- и парамагнетиков, называемых слабомагнитными веществами, существуют еще сильномагнитные вещества - ферромагнетики - вещества, обладающие спонтанной (самопроизвольной) намагниченностью, т.е. они намагничены и при отсутствии внешнего магнитного поля.
  • Естественный и поляризованный свет Следствием теории Максвелла является поперечность световых воли: векторы напряженностей электрического Е и магнитного Н полей волны взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости v распространения волны (перпендикулярно лучу). Поэтому для описания закономерностей поляризации света достаточно знать поведение лишь одного из векторов. Обычно все рассуждения ведутся относительно светового вектора - вектора напряженности Е электрического поля (это название обусловлено тем, что при действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая поля волны, действующая на электроны в атомах вещества).
  • Интерференция света Когерентность и монохроматичность световых волн и источников Экспериментально человек легче всего может наблюдать явление интерференции электромагнитных волн в оптическом диапазоне длин.
  • Дифракция света Дифракцией называется отклонение распространения волн вблизи препятствий от законов геометрической оптики. Явление легко наблюдается для длинноволновых объектов – звуковых и радиоволн, играет важную роль в области видимого света и рентгеновских лучей.
  • Поляризация света Ранее были рассмотрены различия естественного и поляризованного света.  Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов. Атомы же излучают световые волны независимо друг от друга, поэтому световая волна, излучаемая телом в целом, характеризуется всевозможными равновероятными колебаниями светового вектора
  • Современная физика атомов и молекул Атом водорода в квантовой механике Решение задачи об энергетических уровнях электрона для атома водорода (а также водородоподобных систем: иона гелия Не+, двукратно ионизованного лития Li++ и др.) сводится к задаче о движении электрона в кулоновском поле ядра.
  • Спин электрона. Спиновое квантовое число О. Штерн и В. Герлах, проводя прямые измерения магнитных моментов, обнаружили в 1922 г., что узкий пучок атомов водорода, заведомо находящихся в s-состоянии, в неоднородном магнитном поле расщепляется на два пучка. В этом состоянии момент импульса электрона равен нулю. Магнитный момент атома, связанный с орбитальным движением электрона, пропорционален механическому моменту, поэтому он равен нулю и магнитное поле не должно оказывать влияния на движение атомов водорода в основном состоянии, т. е. расщепления быть не должно.
  • Рентгеновские спектры Большую роль в выяснении строения атома, а именно распределения электронов по оболочкам, сыграло излучение, открытое в 1895 г. немецким физиком К. Рентгеном (1845—1923) и названное рентгеновским. Самым распространенным источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, в которой сильно ускоренные электрическим полем электроны бомбардируют анод (металлическая мишень из тяжелых металлов, например W или Pt), испытывая на нем резкое торможение. При этом возникает рентгеновское излучение, представляющее собой электромагнитные волны с длиной волны примерно 10-12 – 10-8 м.
  • Физика атомного ядра Состав атомных ядер, их классификация Э. Резерфорд, исследуя прохождение a-частиц с энергией в несколько мегаэлектронвольт через тонкие пленки золота, пришел к выводу о том, что атом состоит из положительно заряженного ядра и сгружающих его электронов. Проанализировав эти опыты, Резерфорд также показал, что атомные ядра имеют размеры около 10-14–10-15 м (линейные размеры атома примерно 10-10 м).
  • Радиоактивное излучение и его виды Французский физик А. Беккерель (1852—1908) в 1896 г. при изучении люминесценции солей урана случайно обнаружил самопроизвольное испускание ими излучения неизвестной природы, которое действовало на фотопластинку, ионизировало воздух, проникало сквозь тонкие металлические пластинки, вызывало люминесценцию ряда веществ.
  • Закономерности a-распада В настоящее время известно более двухсот a-активных ядер, главным образом тяжелых (А>200, Z>82). Только небольшая группа a-активных ядер приходится на область с А= 140—160 (редкие земли). a-Распад подчиняется правилу смещения (44.9). Примером a-распада служит распад изотопа урана 238 U с образованием Th:
  • Гамма-излучение и то свойства Экспериментально установлено, что g-излучение не является самостоятельным видом радиоактивности, а только сопровождает a- и b-распады и также возникает при ядерных реакциях, при торможении заряженных частиц, их распаде и т. д. g-Спектр является линейчатым. g-Спектр — это распределение числа g-квантов по энергиям. Дискретность g-спектра имеет принципиальное значение, так как является доказательством дискретности энергетических состояний атомных ядер.
  • Ядерные реакции - это превращения атомных ядер при взаимодействии с элементарными частицами (в том числе и с g-квантами) или друг с другом. Наиболее распространенным видом ядерной реакции является реакция, записываемая символически следующим образом:
  • Мирное применение реакций деления Очевидно, что для созидательного использования ядерной энергии нужно уметь регулировать ее выделение, т. е. получить управляемую реакцию деления. Это осуществляется в ядерных реакторах. Первый реактор создан в США в 1942 г., в России — в 1946 г., а в 1954 г. введена первая промышленная АЭС мощностью 5000 кВт.
  • Квантовые усилители и генераторы. Лазеры. Индуцированное излучение До сих пор мы рассматривали лишь такое взаимодействие излучения с веществом, в результате которого происходит ослабление потока вследствие рассеяния и поглощения. Однако, возможны такие процессы, при которых поток излучения, проходя через вещество, будет не ослабляться, но усиливаться, на что впервые указал Фабрикант в 1939 г. Подобные процессы реализуются в приборах, получивших название квантовых усилителей и квантовых генераторов, рассматриваются они в недавно родившейся области науки - квантовой электронике.
  • Гелий-неоновый лазер. Газовые лазеры могут быть созданы на основе различных рабочих тел – газов: СО2 для самых мощных промышленных и боевых лазеров, азота, аргона, смеси Не и Ne для медицинских и «прицелочных» лазеров, на парах металлов и др.

Курс лекций и примеры решения задач по электротехнике

  • Линейные цепи постоянного тока Постоянный ток широко используется во многих отраслях техники. Его применяют в устройствах связи, приборах, электрооборудовании мобильных агрегатов и др. Совокупность источников, приемников электрической энергии и соединяющих их проводов называют электрической цепью.
  • Электрическая энергия и электрическая мощность
  • Комплексный метод расчета цепей синусоидального тока Широкое распространение на практике получил метод расчета цепей синусоидального тока, который принято называть комплексным. Сущность метода состоит в том, что синусоидальные токи, напряжения и ЭДС изображаются комплексными числами, а геометрические операции над векторами заменяются алгебраическими операциями над комплексными числами. Этот метод позволяет рассчитывать цепи синусоидального тока алгебраически аналогично цепям постоянного тока.
  • Магнитное поле и магнитные цепи Ферромагнитные материалы и их магнитные свойства По магнитным свойствам все материалы разделяют на две группы: ферромагнитные (железо, кобальт, никель и их сплавы и др.) и неферромагнитные материалы (все материалы, за исключением ферромагнитных).
  • Электрические машины переменного тока Асинхронная машина – это бесколлекторная машина переменного тока, у которой при работе возбуждается вращающееся магнитное поле, но ротор вращается асинхронно, т.е. с угловой скоростью, отличной от угловой скорости поля.
  • Однофазный асинхронный двигатель Принцип действия. Однофазный асинхронный двигатель – двигатель, на статоре которого однофазная обмотка, а на роторе – короткозамкнутая обмотка. Однофазный ток статора создает пульсирующий магнитный поток, изменяющий свое направление с частотой напряжения сети. Этот поток все время направлен по осевой линии полюсов и изменяется во времени по синусоидальному закону. Пульсирующий магнитный поток можно представить в виде двух вращающихся с одинаковой частотой в противоположном направлении потоков, амплитуды которых равны половине амплитуды пульсирующего потока.
  • Полупроводниковые диоды В пограничном слое двух полупроводников с различным характером электропроводности при одном направлении тока дырки и электроны движутся навстречу друг другу, и при их встрече происходит рекомбинация. В цепи, таким образом, протекает ток
  • Электронные усилители и генераторы Назначением усилителя как электронного устройства является увеличение мощности сигнала за счет энергии источника питания. В зависимости от формы электрических сигналов усилители разделяют на: усилители непрерывных сигналов, называемые усилителями постоянного тока; усилители сигналов с гармоническим несущим процессом, которые называют усилителями переменного тока; усилители импульсных сигналов – импульсные усилители. Из усилителей переменного тока выделяют узкополосные, или избирательные, усиливающие только одну гармоническую составляющую из ряда гармоник несинусоидального периодического тока. Импульсные усилители являются широкополосными.
  • Источники питания электронных устройств Применение различного рода электронных устройств для управления производственными процессами подразумевает использование электрической энергии определенного вида для их питания (постоянный, переменный ток).
  • Работа электрической машины постоянного тока в режиме генератора   Любая электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать в режиме генератора или двигателя. Если к зажимам приведенного во вращение якоря генератора присоединить сопротивление нагрузки, то под действием ЭДС якорной обмотки в цепи возникает ток