Признаюсь, статейку эту я взялся писать и по зову сердца, и по “письмам читателей”. В очередной раз прочитав в СМИ и на информационном портале фразы “реконструкция линии 110 кВт” , “я потребляю в месяц 175 киловатт”, или еще более неудачную “область потребила за неделю 500 тысяч кВт/ч” в моем воспитанном в школе и в универе энергетическом сознании возник не то чтобы “когнитивный диссонанс”, а самый настоящий гнев и негодование. Но поскольку гнев — плохая реакция на происходящее, она не решит проблему: даже если ерничать и оскорблять журналистов в совокупности, они по отдельности умнее не станут.

Поэтому предлагаю сесть в удобную позу (лотоса, кактуса, кому какJ) и, вдохнув глубоко, прочитать этот жесточайший дзэн-энерголикбез! ))

Заблуждение первое: “Линия 110 кВт”. Пример запроса Яндекса:

Кв расшифровка


Если правильно прочитать это выражение, то получается, что это линия электропередач мощностью 110 киловатт. Если сравнить с выражением “линия мощностью 100 тысяч лошадиных сил”, звучит абсурдно? “Но ведь лошадиные силы…” – промелькнуло у каждого читателя. Да! Это тоже внесистемная единица измерения мощности, но в отношении линии звучит она довольно абсурдно.

Теперь ближе к теме: каким же все-таки параметром характеризуется линия? Наверное, каким-то относительно стабильным и все же выделяющим ее среди “собратьев”. Линии электропередач характеризуются разными параметрами. Так вот в основу определяющего параметра лег уровень напряжения (класс напряжения), который способны выдержать изоляторы этой линии! Поэтому линии электропередач различают по номинальным напряжениям. В приведенном мною примере — это 110 киловольт (кВ). При этом по линии с напряжением 110 кВ может передаваться и 0 киловатт (кВт) и десятки тысяч киловатт мощности, все зависит от тока, который по ней идет.

Тем не менее стоит отметить, что некоторые элементы энергоситем и сетей характеризуюся величиной мощности. Это генераторы и трансформаторы. Таким образом, сказать в отношении генератора, что он,  “генератор 1000 кВт”, — это вполне приемлимо, ибо именно величина мощности для него имеет определяющее значение. Для , как для “элементов-посредников” между тем же генератором и линией (или между линиями электропередая), применимо указание  его номинальной мощности, и уровней напряжений, которые он трансформирует.


пример,  фраза “трансформатор 110/10 кВ” означает, что этот трансформатор умеет делать из 110 тысяч вольт 10 тысяч вольт, причем в обоих направлениях. А не так, как говорилось в известном анекдоте: “Трансформатор получает 220 отдает 127, на остальные гудит”. Следует добавить, что мощность трансформатора измеряют не в киловаттах (кВт), а в киловольт-амперах (кВА), это тоже единица мощности в энергетике. Но об этом отдельная большая история, в которой я расскажу про “треугольник мощностей”!

Заблуждение второе: “ У меня счетчик накрутил 215 кВт/ч”

Такие вопросы гуглу тоже  задают не стесняясь

Кв расшифровка

Определение ответа на вопрос дано на картинке запроса из Гугла, но я немного разверну его. Тут надо малость вспомнить математику и дроби. Если мы ошибочно сделаем запись о потребленной энергии в виде 100 кВт/ч, то это будет означать, что чем больше у нас киловатт мощности имеет нагрузка (чайник, утюг), то энергии потребляться будет больше (киловатты в числителе). А вот чем больше часов ваш чайник в N киловатт будет потреблять энергии, тем меньше энергии счетчик накрутит (часы находятся в знаменателе и уменьшают величину дроби). Но это же не так!!! – в очередной раз промелькнуло в голове читателя: чем больше времени включен чайник, тем больше киловатт-часов накручивает счетчик! Да, все верно, поэтому и записывается правильно единица измерения электроэнергии как  кВт*ч, т.е. мощность, умноженная на время= электрическая энергия.


Кв расшифровка

В дополнение к вышесказанному стоит отметить, что к употреблению на кухне фразы «у меня счетчик накрутил 120 киловатт, а у Гали 320 киловатт» еще можно отнестись с снисхождением. Ибо это бытовое выражение «счетчик накрутил 120 киловатт» подразумевает «счетчик отсчитал 120 киловатт-часов». Но употребление данных «кухонных» выражений в СМИ — совсем не комильфо. Если, конечно, СМИ не опустилось до уровня коммуналковской кухни.

За сим свой краткий энерголикбез оканчиваю и сажусь за следующий! Желаю вам энергоэффективных киловатт-часов!

energobelarus.by

КВ-1 (Клим Ворошилов)

Советский тяжёлый танк времён Второй мировой войны. Обычно называется просто «КВ»: танк создавался под этим именем, и лишь позже, после появления танка КВ-2, КВ первого образца ретроспективно получил цифровой индекс. Производился с августа 1939 года по август 1942 года. Учавствовал в войне с Финляндией и Великой Отечественной войне.


КВ-1

История создания

Необходимость разработки и создания тяжелого танка, несущего противоснарядное бронирование хорошо осознавалась в СССР. Основываясь на отечественной военной теории, такие танки были просто необходимы для проламывания фронта противника и обеспечении прорыва или преодоления укрепленных районов. Большинство армий развитых стран мира имели свои теории и практики преодоления мощных укрепленных позиций противника, опыт в этом деле был приобретен ещё в ходе Первой Мировой Войны. Такие современные на тот момент укрепленные линии как, например, линия Мажино или линия Маннергейма считались даже теоретически непреступными. Существовало даже ошибочное мнение, что танк КВ создан в ходе Финской кампании специально для прорыва финских долговременных укреплений (линии Маннергейма). На самом деле танк начал создаваться ещё в конце 1938 года, когда стало окончательно ясно, что концепция многобашенного тяжёлого танка, подобного Т-35, является тупиковой. Было очевидно, что наличие большого количества башен не является преимуществом. А гигантские размеры танка лишь утяжеляют его и не позволяют эксплуатировать достаточно толстую броню. Инициатором проектирования танка был начальник АБТУ РККА комкор Д. Г. Павлов.

КВ-1


В конце 1930-х были предприняты попытки создать танк уменьшенных (по сравнению с Т-35) размеров, но с более толстой бронёй. Однако конструкторы так и не решились полностью отказаться от использования нескольких башен: предполагалось, что одна пушка будет бороться с пехотой и подавлять огневые точки, а вторая обязательно должна быть противотанковой — для борьбы с бронетехникой.

Новые танки, спроектированные в рамках этой концепции (СМК и Т-100), были двухбашенными, вооружёнными 76-мм и 45-мм пушками. И лишь в качестве эксперимента создали ещё и уменьшенный вариант СМК — с одной башней. За счёт этого сократилась длина машины (на два опорных катка), что положительно повлияло на динамические характеристики. В отличие от предшественника, КВ (так назвали экспериментальный танк) был оснащён дизельным двигателем. Первый экземпляр танка был построен на Ленинградском Кировском заводе (ЛКЗ) в августе 1939 года. Изначально главным конструктором танка был А. С. Ермолаев, затем — Н. Л. Духов.

30 ноября 1939 года началась Советско-финская война. Военные не упустили шанс подвергнуть испытанию новые тяжёлые танки. За день до начала войны (29 ноября 1939 г.) СМК, Т-100 и КВ были направлены на фронт. Их передали 20-й тяжелотанковой бригаде, вооружённой средними танками Т-28.

Свой первый бой танк КВ принял 17 декабря при прорыве Хоттиненского укрепрайона линии Маннергейма.

Экипаж КВ в первом бою:

-лейтенант Качехин (командир)
-И.


ловачев воентехник 2-го ранга (механик-водитель)
-лейтенант Поляков (наводчик)
-К. Ковш (механик-водитель, испытатель Кировского завода)
-А. И. Эстратов (моторист / заряжающий, испытатель Кировского завода)
-П. И. Васильев (трансмиссионщик / радист, испытатель Кировского завода)
Танк с честью прошёл испытания боем: его не смогла поразить ни одна противотанковая пушка противника. Огорчение военных вызвало лишь то, что 76-мм пушка Л-11 оказалась недостаточно сильной для борьбы с ДОТами. Для этой цели пришлось спроектировать новый танк КВ-2, вооружённый 152-мм гаубицей.

По представлению ГАБТУ совместным постановлением Политбюро ЦК ВКП(б) и СНК СССР от 19 декабря 1939 года (уже через день после испытаний) танк КВ был принят на вооружение. Что же до танков СМК и Т-100, то они также показали себя в довольно хорошо (впрочем, СМК в самом начале боевых действий подорвался на мине), но на вооружение приняты так и не были, поскольку при более высокой огневой мощи они были оснащены менее толстой бронёй, обладали значительными размерами и весом, а также худшими динамическими характеристиками.

Тяжёлый танк КВ-1

Производство

Серийный выпуск танков КВ стартовал в феврале 1940 года на Кировском заводе. В соответствии с постановлением СНК СССР и ЦК ВКП(б) от 19 июня 1940 года Челябинскому тракторному заводу (ЧТЗ) предписывалось также начать производство КВ. 31 декабря 1940 года на ЧТЗ построили первый КВ. Одновременно на заводе стартовало строительство специального корпуса для сборки КВ.


На 1941 год было запланировано произвести 1200 танков КВ всех модификаций. Из них на Кировском заводе — 1000 шт. (400 КВ-1, 100 КВ-2, 500 КВ-3) и ещё 200 КВ-1 на ЧТЗ. Однако на ЧТЗ до начала войны было построено всего несколько танков. Всего в 1940 году было произведено 243 КВ-1 и КВ-2 (в том числе 104 КВ-2), а в первом полугодии 1941 года — 393 (в том числе 100 КВ-2).

После начала войны и мобилизации промышленности производство танков на Кировском заводе существенно возросло. Выпуску танков КВ был отдан приоритет, поэтому к производству многих узлов и агрегатов для тяжёлых танков подключились ленинградские Ижорский и Металлический заводы, а также другие заводы.

Но уже начиная с июля 1941 года началась эвакуация ЛКЗ в Челябинск. Завод расположился на территории Челябинского тракторного завода. 6 октября 1941 года Челябинский тракторный завод был переименован в Челябинский Кировский завод Наркомтанкопрома. Этот завод, получивший неофициальное название «Танкоград», стал основным производителем тяжёлых танков и САУ в ходе Великой Отечественной войны.

Несмотря на трудности, связанные с эвакуацией и развёртыванием завода на новом месте, во второй половине 1941 года фронт получил 933 танка КВ, в 1942 году их было выпущено уже 2553 (включая КВ-1с и КВ-8).

Помимо этого в блокадном Ленинграде на заводе № 371 в 1942 году из неиспользованных заделов корпусов и башен и агрегатов поставленных с ЧКЗ, построили еще как минимум 67 КВ-1, вооруженных пушками как Ф-32, так и ЗИС-5. Так как эти машины шли только для нужд Ленинградского фронта, отрезанного от «Большой земли», то в отчеты ГАБТУ они не попали. Общий выпуск танков КВ, таким образом, на сегодняшний день можно оценить в 3539 танков.

Конструкция танка


КВ-1 в разрезе

Для 1940 года серийный КВ-1 являлся поистинне новаторской конструкцией, воплотившей в себе самые передовые идеи того времени: индивидуальную торсионную подвеску, надёжное противоснарядное бронирование, дизельный двигатель и одно мощное универсальное орудие в рамках классической компоновки. Хотя по отдельности решения из этого набора довольно часто реализовывались ранее на других зарубежных и отечественных танках, КВ-1 был первой боевой машиной, воплотившей в себе их комбинацию. Некоторые эксперты считают танк КВ этапной машиной в мировом танкостроении, оказавшей значительное влияние на конструирование последующих тяжёлых танков в других странах. Классическая компоновка на серийном советском тяжёлом танке была использована впервые, что позволило КВ-1 получить наиболее высокий уровень защищённости и большой модернизационный потенциал в рамках данной концепции по сравнению с предыдущей серийной моделью тяжёлого танка Т-35 и опытными машинами СМК и Т-100 (все — многобашенного типа).


новой классической компоновки является разделение бронекорпуса от носа к корме последовательно на отделение управления, боевое отделение и моторно-трансмиссионное отделение. Механик-водитель и стрелок-радист располагались в отделении управления, три других члена экипажа были размещены в боевом отделении, которое объединяло среднюю часть бронекорпуса и башню. Там же размещались орудие, боезапас к нему и часть топливных баков. Двигатель и трансмиссия были оборудованы в корме машины.

Броневой корпус и башня

Броневой корпус танка сваривался из катаных броневых плит толщиной 75, 40, 30 и 20 мм. Броневая защита равнопрочная (бронеплиты с толщиной отличной от 75 мм применялись только для горизонтального бронирования машины), противоснарядная. Броневые плиты лобовой части машины монтировались под рациональными углами наклона. Башня серийных КВ производилась в трёх вариантах: литая, сварная с прямоугольной нишей и сварная с закруглённой нишей. Толщина брони у сварных башен была 75 мм, у литых — 95 мм, так как литая броня была менее прочной. В 1941 году сварные башни и бортовые бронеплиты некоторых танков были дополнительно усилены — на них на болтах укрепили 25-мм броневые экраны, причём между основной бронёй и экраном оставался воздушный промежуток, то есть этот вариант КВ-1 по факту получил разнесённое бронирование. Не совсем ясно, зачем это было сделано. Тяжёлые танки немцы начали создавать только в 41 году (тяжелый танк в немецкой теории блицкрига не находил своего применения), поэтому для 1941 года даже штатное бронирование КВ-1 в принципе являлось избыточным (броня КВ не поражалась штатными 37-мм и 50-мм ПТО вермахта, но всё же могла быть пробита 88-мм, 105-мм и 150-мм орудиями).


некоторых источниках ошибочно указывается, что танки производились с катаной бронёй толщиной 100 мм и более — на самом деле эта цифра соответствует сумме толщины основной брони танка и экранов.

Танк КВ-1 с литой башней в танковом музее Бовингтона, Великобритания

Решение об установке «экранов» было принято в конце июня 1941 года, после первых донесений о потерях от огня немецких зениток, однако уже в августе эта программа была прекращена, так как ходовая часть не выдерживала массу машины, возросшую до 50 тонн. Эта проблема была позже частично решена установкой литых опорных катков усиленной конструкции. Экранированные танки эксплуатировались на Северо-Западном и Ленинградском фронтах.

Лобовая часть башни с амбразурой для орудия, образованная пересечением четырёх сфер, отливалась отдельно и сваривалась с остальными бронедеталями башни. Маска орудия представляла собой цилиндрический сегмент гнутой катаной бронеплиты и имела три отверстия — для пушки, спаренного пулемёта и прицела. Башня монтировалась на погон диаметром 1535 мм в броневой крыше боевого отделения и фиксировалась захватами во избежание сваливания при сильном крене или опрокидывании танка. Погон башни размечался в тысячных для стрельбы с закрытых позиций.

Механик-водитель размещался по центру в передней части бронекорпуса танка, слева от него было рабочее место стрелка-радиста. Три члена экипажа размещались в башне: слева от орудия были оборудованы рабочие места наводчика и заряжающего, а справа — командира танка. Посадка и выход экипажа осуществлялись через два круглых люка: один в башне над рабочим местом командира и один на крыше корпуса над рабочим местом стрелка-радиста. Корпус также был оборудован днищевым люком для аварийного покидания экипажем танка и ряд люков, лючков и технологических отверстий для погрузки боекомплекта, доступа к горловинам топливных баков, другим узлам и агрегатам машины.

Вооружение

На танках первых выпусков оборудовалась пушка Л-11 калибра 76,2 мм с боекомплектом 111 выстрелов (по другой информации — 135 или 116). Интересно, что первоначальный проект предусматривал ещё и спаренную с ней 45-мм пушку 20К, хотя бронепробиваемость 76-мм танковой пушки Л-11 практически ни чем не уступала противотанковой 20К. По всей видимости, прочные стереотипы о необходимости иметь 45-мм противотанковую пушку вместе с 76-мм объяснялись её более высокой скорострельностью и большим боекомплектом. Но уже на прототипе, направленном на Карельский перешеек, 45-мм пушку демонтировали и установили вместо неё пулемёт ДТ-29. Впоследствии пушку Л-11 заменили на 76-мм орудие Ф-32 с аналогичной баллистикой, а осенью 1941 года — на орудие ЗИС-5 с большей длиной ствола в 41,6 калибра.

Пушка ЗИС-5 устанавливалась на цапфах в башне и была полностью уравновешена. Сама башня с орудием ЗИС-5 также являлась уравновешенной: её центр масс размещался на геометрической оси вращения. Пушка ЗИС-5 имела вертикальные углы наводки от -5 до +25 град., при фиксированном положении башни она могла наводиться в небольшом секторе горизонтальной наводки (т. н. «ювелирная» наводка). Выстрел осуществлялся посредством ручного механического спуска.

Боекомплект орудия составлял 111 выстрелов унитарного заряжания. Выстрелы укладывались в башне и вдоль обоих бортов боевого отделения.

На танке КВ-1 монтировались три 7,62-мм пулемёта ДТ-29: спаренный с орудием, а также курсовой и кормовой в шаровых установках. Боекомплект ко всем ДТ составлял 2772 патрона. Эти пулемёты устанавливались таким образом, что при необходимости их можно было снять с монтировок и применять вне танка. Также для самообороны экипаж имел несколько ручных гранат Ф-1 и иногда оснащался пистолетом для стрельбы сигнальными ракетами. На каждом пятом КВ устанавливали зенитную турель для ДТ, однако на практике зенитные пулемёты ставили редко.

КВ-1

Двигатель

КВ-1 оборудовался четырёхтактным V-образным 12-цилиндровым дизельным двигателем В-2К мощностью 500 л. с. (382 кВт) при 1800 об/мин, впоследствии из-за общего увеличения массы танка после установки более тяжёлых литых башен, экранов и отмены стружки кромок бронеплит мощность двигателя довели до 600 л. с. (441 кВт). Запуск двигателя осуществлялся стартером СТ-700 мощностью 15 л. с. (11 кВт) или сжатым воздухом из двух резервуаров ёмкостью 5 л в боевом отделении машины. КВ-1 имел плотную компоновку, при которой основные топливные баки объёмом 600—615 л размещались и в боевом, и в моторно-трансмиссионном отделении. Во второй половине 1941 года из-за нехватки дизелей В-2К, которые выпускались в то время только на заводе № 75 в Харькове (с осени того же года начался процесс эвакуации завода на Урал), танки КВ-1 производились с четырёхтактными V-образными 12-цилиндровыми карбюраторными двигателями М-17Т мощностью 500 л. с. Весной 1942 года было издано постановление о переоборудовании всех находящихся в строю танков КВ-1 с двигателями М-17Т обратно на дизель-моторы В-2К — эвакуированный завод № 75 наладил их производство в достаточном количестве на новом месте.

Трансмиссия

Танк КВ-1 оборудовался механической трансмиссией, в состав которой входили:

-многодисковый главный фрикцион сухого трения «стали по феродо»;
-пятиступенчатая коробка передач тракторного типа;
-два многодисковых бортовых фрикциона с трением «сталь по стали»;
-два бортовых планетарных редуктора;
-ленточные плавающие тормоза.
Все приводы управления трансмиссией — механические. При использовании в войсках наибольшее число нареканий и жалоб в адрес завода-изготовителя вызывали именно дефекты и крайне ненадёжная работа трансмиссионной группы, особенно у перегруженных танков КВ выпуска военного времени. Практически все авторитетные печатные источники признают одним из самым существенных недостатков танков серии КВ и машин на его базе низкую надёжность трансмиссии в целом.

Ходовая часть

Подвеска машины — индивидуальная торсионная с внутренней амортизацией для каждого из 6 штампованных двускатных опорных катков малого диаметра по каждому борту. Напротив каждого опорного катка к бронекорпусу приваривались ограничители хода балансиров подвески. Ведущие колёса со съёмными зубчатыми венцами цевочного зацепления размещались сзади, а ленивцы — спереди. Верхняя ветвь гусеницы поддерживалась тремя малыми обрезиненными штампованными поддерживающими катками по каждому борту. В 1941 году технологию производства опорных и поддерживающих катков перевели на литьё, последние лишились резиновых бандажей из-за общей в тот период нехватки резины. Механизм натяжения гусеницы — винтовой; каждая гусеница состояла из 86—90 одногребневых траков шириной 700 мм и шагом 160 мм.

Электрооборудование

Электропроводка в танке КВ-1 была однопроводной, вторым проводом служил бронекорпус машины. Исключение составляла цепь аварийного освещения, которая была двухпроводной. Источниками электроэнергии (рабочее напряжение 24 В) были генератор ГТ-4563А с реле-регулятором РРА-24 мощностью 1 кВт и четыре последовательно соединённые аккумуляторные батареи марки 6-СТЭ-128 общей ёмкостью 256 А·ч. Потребители электроэнергии включали в себя:

-электромотор поворота башни;
-наружное и внутреннее освещение машины, приборы подсветки прицелов и шкал измерительных приборов;
-наружный звуковой сигнал и цепь сигнализации от десанта к экипажу машины;
-контрольно-измерительные приборы (амперметр и вольтметр);
-средства связи — радиостанция и танковое переговорное устройство;
-электрика моторной группы — стартер СТ-700, пусковое реле РС-371 или РС-400 и т. д.

Средства наблюдения и прицелы

Общая обзорность танка КВ-1 ещё в 1940 году оценивалась в докладной записке Л. Мехлису от военинженера Каливоды как крайне неудовлетворительная. Командир машины имел единственный смотровой прибор в башне — панораму ПТК. Механик-водитель в бою осуществлял наблюдение через смотровой прибор с триплексом, который оборудовался броневой заслонкой. Этот смотровой прибор монтировался в бронированном люке-пробке на лобовой бронеплите по продольной осевой линии машины. В спокойной обстановке этот люк-пробка выдвигался вперёд, обеспечивая механику-водителю более удобный непосредственный обзор с его рабочего места.

Для ведения огня КВ-1 оборудовался двумя орудийными прицелами — телескопическим ТОД-6 для стрельбы прямой наводкой и перископическим ПТ-6 для стрельбы с закрытых позиций. Головка перископического прицела защищалась специальным броневым колпаком. Для обеспечения возможности огня в тёмное время суток шкалы прицелов имели приборы подсветки. Курсовой и кормовой пулемёты ДТ могли комплектоваться прицелом ПУ от снайперской винтовки с трёхкратным увеличением.

Средства связи

Средства связи включали в себя радиостанцию 71-ТК-3, позже 10Р или 10РК-26. На ряде танков от нехватки оборудовались авиационные радиостанции 9Р. Танк КВ-1 оборудовался внутренним переговорным устройством ТПУ-4-Бис на 4 абонента.

Радиостанции 10Р или 10РК представляли из себя комплект из передатчика, приёмника и умформеров (одноякорных мотор-генераторов) для их питания, подсоединяемых к бортовой электросети напряжением 24 В.

10Р-симплексная ламповая коротковолновая радиостанция, работающая в диапазоне частот от 3,75 до 6 МГц (соответственно длины волн от 80 до 50 м). На стоянке дальность связи в телефонном (голосовом) режиме достигала 20—25 км, в движении она несколько уменьшалась. Большую дальность связи можно было получить в телеграфном режиме, когда информация передавалась телеграфным ключом азбукой Морзе или иной дискретной системой кодирования. Стабилизация частоты производилась съёмным кварцевым резонатором, плавная подстройка частоты отсутствовала. 10Р разрешала осуществлять связь на двух фиксированных частотах; для их смены применялся другой кварцевый резонатор из 15 пар в комплекте радиостанции.

Радиостанция 10РК являлась технологическим улучшением предыдущей модели 10Р, она стала проще и дешевле в производстве. У этой модели появилась возможность плавного выбора рабочей частоты, число кварцевых резонаторов было уменьшено до 16. Характеристики по дальности связи значительных изменений не претерпели.

Танковое переговорное устройство ТПУ-4-Бис позволяло вести переговоры между членами экипажа танка даже в сильно зашумленной обстановке и подключать шлемофонную гарнитуру (головные телефоны и ларингофоны) к радиостанции для внешней связи.

Тяжёлый танк КВ-1

ТТХ КВ-1 обр. 1940 г.

-Классификация: тяжёлый танк
-Боевая масса, т: 47,5
-Компоновочная схема: классическая
-Экипаж, чел.: 5

Размеры:

-Длина корпуса, мм: 6675
-Ширина корпуса, мм: 3320
-Высота, мм: 2710
-Клиренс, мм: 450

Бронирование:

-Тип брони: стальная катаная гомогенная
-Лоб корпуса (верх), мм/град.: 75 / 30 град.
-Лоб корпуса (середина), мм/град.: 60 / 70 град.
-Лоб корпуса (низ), мм/град.: 75 / 25 град.
-Борт корпуса, мм/град.: 75 / 0 град
-Корма корпуса (верх), мм/град.: 60 / 50 град.
-Корма корпуса (низ), мм/град.: 75 / 0—90 град.
-Днище, мм: 30—40
-Крыша корпуса, мм: 30—40
-Лоб башни, мм/град.: 75 / 20 град.
-Маска орудия, мм/град.: 90
-Борт башни, мм/град.: 75 / 15 град.
-Корма башни, мм/град.: 75 / 15 град
-Крыша башни, мм: 40

Вооружение:

-Калибр и марка пушки: 76-мм Л-11, Ф-32, Ф-34, ЗИС-5
-Тип пушки: нарезная
-Длина ствола, калибров: 41,6 (для ЗИС-5)
-Боекомплект пушки: 90 или 114 (в зависимости от модификации)
-Углы ВН, град.: ?7…+25 град.
-Прицелы: телескопический ТОД-6, перископический ПТ-6
-Пулемёты: 3 х ДТ

Подвижность:

-Тип двигателя: V-образный 12-цилиндровый четырёхтактный дизельный жидкостного охлаждения
-Мощность двигателя, л. с.: 600
-Скорость по шоссе, км/ч: 34
-Запас хода по шоссе, км: 150—225
-Запас хода по пересечённой местности, км: 90—180
-Удельная мощность, л. с./т: 11,6
-Тип подвески: торсионная
-Удельное давление на грунт, кг/кв.см.: 0,77

КВ-1

wartools.ru

История создания

Танк КВ-1

В конце 1938 года в конструкторском бюро Кировского завода в Ленинграде началась разработка тяжёлого танка, защищённого противоснарядной бронёй. Изначально планировалось создать многобашенную машину с тремя башнями, как было принято в тот момент в мировой практике.

В результате появился многобашенный СМК, названный в честь Сергея Мироновича Кирова. На его базе А.С. Ермолаев и Н.Л. Духов создали экспериментальный танк с одной башней, меньшими массой и габаритами. Он оказался дешевле и проще в производстве чем СМК, при этом более защищённым и скоростным.

В августе 1939 года из ворот Лениградского Кировского завода выехал первый танк, получивший название КВ в честь Клима Ворошилова. Название оставалось таким до создания КВ-2, после чего КВ переименовали в КВ-1.

Конструкция и компоновка

Танк КВ-1

Классическая компоновка с одной башней облегчила новинку и сделала её меньше по сравнению с многобашенными тяжёлыми танками других стран. При этом бронезащита оказалась по зубам лишь зенитным 8.8 немецким пушкам, применяемым в качестве противотанковых.

КВ стал инновационным танком, объединив в своей конструкции классическую компоновку, индивидуальную торсионную подвеску, дизельный двигатель и противоснарядное бронирование. По отдельности вышеперечисленные решения применялись на отечественных и зарубежных танках, но никогда не сочетались все вместе.

Можно считать КВ в какой-то степени родоначальником современных тяжёлых танков того времени, задавшего моду во всём мире.

Корпус и башня

Танк КВ-1

Корпус советского танка состоял из катанных броневых плит, соединённых с помощью сварки. Использовались листы брони толщиной 75, 40, 30, 20 миллиметров. Все вертикальные плиты имели толщину 75 миллиметров, лобовые располагались под наклоном для увеличения приведённой толщины брони.

Башня также выполнялась по сварной технологии. Изнутри её погон был размечен в тысячных, что позволяло наводить орудие в горизонтальной плоскости для стрельбы с закрытой позиции.

После своего появления КВ-1 оказался неуязвим для всех немецких орудий за исключением зениток калибра 8.8 см. После сообщений о первых потерях, вызванных пробитием брони, во второй половине 1941 года, инженеры решили поэкспериментировать и установили экраны из брони толщиной 25 мм на башни и борта. Модернизация довела массу до 50 тонн, из-за чего от неё отказались в августе 1941 года.

В передней части корпуса располагались механик-водитель и стрелок радист. Над последним располагался круглый люк.

Дополнительно в днище корпуса расположили аварийный люк для экипажа и небольшие лючки для доступа к боекомплекту, топливным бакам и некоторым узлам.

Внутри башни располагались командир, наводчик и заряжающий, над командиром располагался круглый люк.

Вооружение

Танк КВ-1

Отойдя от концепции двухбашенного танка, разработчики совместили противотанковое и противопехотное вооружение в одной башне.

Для борьбы с вражеской техникой установили пушку Л-11 калибра 76,2 мм. Позже её сменила Ф-32, потом – ЗИС-5.

Для борьбы с живой силой противника КВ получил пулемёт ДТ-29 калибра 7,62 мм. Один из них спарен с пушкой и расположен в маске орудия, другой – в шаровой установке. Предусмотрели и зенитный пулемёт, но большинство танков их не получили.

Двигатель, трансмиссия, ходовая часть

Танк КВ-1

В движение танк приводился дизельным двигателем В-2К, развивающим мощность 500 л.с. Позже мощность повысили на 100 л.с.

Механическая трансмиссия стала одним из главных недостатков. Очень низкая надёжность, более того, часты случаи, когда новая техника, только вышедшая с завода, уже оказывалась с дефектами.

6 опорных катков с каждой стороны получили индивидуальную торсионную подвеску, ход которой ограничивался специальными ограничителями, действующие на балансиры.

Сверху каждая гусеница опиралась на три поддерживающих катка. Изначально они были обрезинены, позже, из-за нехватки резины стали цельнометаллическими.

Подвижность КВ оказалась явно недостаточной, машина развивала 34 км/час по шоссе, на бездорожье заметно меньше из-за удельной мощности в 11,6 л.с./т.

Позже появился облегчённый КВ-1С, призванный исправить недостатки КВ-1 в виде низкой надёжности и плохой подвижности.

Модификации

Вслед за КВ начали появляться танки, созданные на основе решений, отработанных на нём. К тому же, конструкторы пытались уменьшить число критичных недостатков.

  • КВ-2 – тяжёлый танк 1940 года с огромной башней, запоминающийся лишь одним своим видом. Вооружён 152 мм гаубицей М-10, созданной для уничтожения инженерных сооружений противника вроде ДОТов. Гаубица с лёгкостью проламывала броню всех немецких танков.
  • Т-150 – опытный образец 1940 года с увеличенной до 90 мм бронёй.
  • КВ-220 – опытный образец 1940 года с увеличенной до 100 мм бронёй.
  • КВ-8 – огнемётный танк 1941 года, оснащённый огнемётом АТО-41 или АТО-42, размещённым на месте шаровой установки для курсового пулемёта. Вместо привычной пушки калибра 76 мм получил пушку калибра 45 мм.
  • КВ-1С – танк 1942 года массой 42,5 тонн с уменьшенной толщиной брони и лучшей подвижностью.
  • КВ-1К – танк 1942 года с ракетным вооружением в виде системы КАРСТ-1.

Боевое применение

Танк КВ-1

В 1941 году советские войска терпели поражение за поражением, несли огромные потери и отступали. Тем не менее, танки «Клим Ворошилов» стали неприятным сюрпризом для немецких войск, практически неспособных их поразить.

Неуязвимость советских тяжёлых танков позволяла опытным и смелым экипажам творить чудеса. Самым известным боем можно назвать произошедший 19 августа 1941 года. Тогда 5 КВ смогли уничтожить своим огнём 40 вражеских танков, а ещё 3 – тараном. Командовал ротой З. Г. Колобанов, вместе со своим экипажем он уничтожил 22 танка, его танк при этом получил 156 попаданий из пушек противника.

Параллельно отмечалась крайняя ненадёжность, плохая подвижность и слепота экипажа, вызванная неудовлетворительным обзором, что вынудило советских конструкторов создавать новые танки. С появлением немецких тяжёлых танков Тигр броня КВ в одночасье утратила свою несокрушимость и медленный, неповоротливый, полуслепой танк превратился в лёгкую мишень, зачастую не способную даже огрызнуться в ответ.

Эпилог

Не только русские, но и немцы высоко оценивали характеристики КВ в момент его появления. Танк стал родоначальником однобашенных тяжёлых танков с классической компоновкой, одновременно хорошо защищённых и вооружённых.

Очевидно, что господство не могло продолжаться всю войну поскольку появлялась более совершенная техника, но КВ-1 внёс весомый вклад в победу в Великой Отечественной войне и заслуженно стоит рядом с Т-34 в списке легендарной техники.

tanksdb.ru

Соотношение мощностей можно представить в виде Треугольника мощностей. На треугольнике буквами S(ВА), P(Вт), Q(ВАр) обозначены Полная, Активная, Реактивная мощности соответственно. φ — угол сдвига фаз между напряжением U(В) и током I(А), именно он по-сути и отвечает за увеличение Полной мощности у электроустановки. Максимум производительности электроустановки будет при Cos(φ) стремящимся к 1.
Треугольник мощностей
Что такое кВт? кВт – не менее загадочное слова чем, кВА. Опять же отбросим приставку кило- (103) и получим исходную величину (единицу измерения) Вт, (W), Ватт. Данная величина характеризует Активную потребляемую электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе СИ – P. Активная потребляемая электрическая мощность – это геометрическая разность полной и реактивной мощности, находимая из соотношения: P2=S2-Q2, либо из следующего соотношения: P=S*cos(φ).
Активную мощность можно описать как часть Полной мощности, затрачиваемую на совершение полезного действия электрическим аппаратом. Т.е. на выполнение "полезной" работы.
Остается менее всего используемое обозначение – кВАр. Опять же отбросим приставку кило- (103) и получим исходную величину (единицу измерения) ВАр, (VAR), Вольт-ампер реактивный. Данная величина характеризует Реактивную электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе СИ – Q. Реактивная электрическая мощность – это геометрическая разность полной и активной мощности, находимая из соотношения: Q2=S2-P2, либо из следующего соотношения: Q =S* sin(φ).
Реактивная мощность может иметь индуктивный (L) или емкостной (С) характер.
Характерный пример Реактирования электроустановки: воздушная линия относительно «земли» характеризуется емкостной составляющей, её можно рассматривать как плоский конденсатор с воздушным промежутком между «пластинами»; в то время как ротор двигателя имеет ярко выраженный индуктивный характер, представляясь нам намотанной катушкой индуктивности.
Реактивную мощность можно описать как часть Полной мощности, затрачиваемую на переходные процессы имеющие в себе емкостную и индуктивную составляющие. В отличие от Активной мощности, Реактивная мощность не выполняет "полезной" работы, при работе электрического аппарата.
Подведем итоги: Любая электроустановка характеризуется двумя основными показателями из представленных: Мощностью (Полной (кВА), Активной (кВт)) и косинусом угла сдвига напряжения относительно тока — Cos(φ). Соотношения значений приведены в статье выше. Физический смысл Активной мощности – выполнение "полезной" работы; Реактивной – расходование части энергии на переходные процессы, чаще это потери на перемагничение.

Примеры получения одной величины из другой:
Дана электроустановка с показателями: активная мощность (P) — 15кВт, Cos(φ)=0,91. Таким образом полная мощность (S) будет составлять — P/Cos(φ)=15/0,91=16,48кВА. Рабочий ток электроустановки всегда основывается на полной мощности (S) и составляет для однофазной сети — I=S/U=15/0,22=68,18А, для трехфазной сети — I=S/(U*(3)^0,5))=15/(0,38*1,73205)=22,81А.
Дана электроустановка с показателями: полная мощность (S) — 10кВА, Cos(φ)=0,91. Таким образом активная составляющая мощности (P) будет составлять — S*Cos(φ)=10*0,91=9,1кВт.
Дана электроустановка — ТП 2х630кВА с показателями: полная мощность (S) — 2х630кВА, требуется выделить активную мощность. Для многоквартирного жилья с электрическими плитами применим Cos(φ)=0,92. Таким образом активная составляющая мощности (P) будет составлять — S*Cos(φ)=2*630*0,92=1159,2кВт.

Предлагаю Вам рассмотреть непосредственно связанные с данным материалом статьи:
Что такое коэффициент мощности — Cos(φ)?
Емкостные и индуктивные составляющие Реактивной мощности

 

www.consultelectro.ru

Без его участия не было бы знаменитых тяжелых танков КВ-1 и ИС-2, артиллерийских установок Су-152 и ИСУ-122. В день рождения Жозефа Котина «Защищать Россию» вспоминает знаковые изобретения конструктора.

КВ, или КВ-1

Тяжелый танк с мощным бронированием и 76-мм пушкой впервые использовался в годы советско-финской войны, при прорыве линии Маннергейма. В Великой Отечественной участвовал с первого дня — КВ состоял на вооружении частей западных округов, которые первыми приняли удар сил вермахта, — и использовался на начальном этапе войны.

«Машины КВ ознаменовали совершенно иной уровень вооружений, бронезащиты и веса танков. Немецкие танки вмиг перешли в разряд исключительно противопехотного оружия…», — писал лейтенант вермахта Гельмут Ритген.

А немецкие солдаты прозвали грозную машину русских «призраком» — на тот момент ни один немецкий танк, ни одна противотанковая немецкая пушка не могли противостоять КВ. Справиться с 50-тонным гигантом было под силу лишь 88-мм зенитному орудию, которое гитлеровцы нередко применяли в качестве противотанковой пушки.

КВ-2

КВ-2 был принят на вооружение в 1940-м. Всего с февраля 40-го по июль 41-го Ленинградский Кировский завод выпустил 204 танка.

На боевую машину устанавливалась 152-мм танковая гаубица М-10. Что касается боеприпасов, из-за катастрофической нехватки положенных снарядов применяли буквально все, что попадалось под руку. КВ-2 мог стрелять и бетонобойными снарядами Г-530, и осколочными гаубичными гранатами сталистого чугуна О-530А, и зажигательными снарядами, и старыми фугасными гранатами, и даже шрапнелью.

Однако несмотря на очевидные преимущества боевой машины, большая их часть была потеряна и списана в первые годы войны. Из-за неопытности экипажей, частых поломок трансмиссии и нехватки горючего танк нередко бросали прямо на поле боя.

КВ-85

В связи с появлением немецкого тяжелого танка «Тигр», конструкторское бюро опытного завода №100 под руководством Котина разработало нового гиганта семейства «Клим Ворошилов». КВ-85 с 85-мм танковой пушкой поступил в Красную армию осенью 1943 года и активно использовался в составе танковых полков прорыва до осени 44-го.

КВ-85 серийно выпускался на Челябинском Кировском заводе с августа по октябрь 1943 года. Всего было выпущено 148 боевых машин.

ИС-2

ИС-2 — второй тяжелый танк семейства «Иосиф Сталин», который пришел на смену КВ-85 и ИС-1. От предшественников отличался более мощной броней и вооружением — 122-мм пушкой Д-25Т — которая, наконец, позволила не только соперничать с танками и противотанковым оружием вермахта, но и превзойти его.

«…Установка 122-мм пушек на танки ИС вернула нашим танкам утраченное на время превосходство над противником в артиллерийском вооружении тяжелых танков», — писали в «Отчете Управления самоходной артиллерии-КА».

ИС-2 успешно прошел проверку боями Великой Отечественной и принимал участие в освобождении городов Европы, а модернизированная версия ИС-2 служила советской, а потоми и российской армии вплоть до 1995 года.

СУ-152

СУ-152 была построена на базе тяжелого танка КВ-1С, и в отличие от него прошла более успешный и долгий фронтовой путь. Артиллерийская установка начала войну в сражениях на Курской дуге, а завершила боевую карьеру в конце Великой Отечественной, несмотря на то, что серийно перестала выпускаться еще в январе 1944-го.

ИСУ-152

Самоходная артиллерийская установка на базе танка ИС-1 была принята на вооружение Красной армии в ноябре 1943 года. Серийно выпускалась до 1946-го, а использовалась до 1974 года. Применялась практически во всех аспектах использования самоходной артиллерии, особенно успешно — в качестве истребителя танков.

На одной из „Пантер“, что уже почти выползла на площадь, от удара крупнокалиберного бетонобойного снаряда снесло башню. Второй тяжелый танк вспыхнул огромным костром. А ИСУ-152 тут же покинули позиции, — вспоминал в мемуарах танкист Дмитрий Лоза, участник боев за Вену. — Немецкие танки спешно стали пятиться назад, оставив без поддержки пехоту, которая тут же разбежалась по дворам и переулкам.

ИСУ-122

ИСУ-122 была разработана на базе танка ИС-2. В качестве штурмового орудия и истребителя танков использовалась с марта 1944 года, а на вооружении армии состояла до середины 1960-х.

В послевоенные годы разоруженные установки под названием ИСУ-Т использовались как штабные машины, передвижные артиллерийские наблюдательные посты, или в качестве тягачей передавалась гражданским ведомствам.

defendingrussia.ru

Общие сведения

Поскольку мы живём в эпоху электричества, многим нам с детства знакомо понятие электрического напряжения: ведь мы порой, исследуя окружающую действительность, получали от него немалый шок, засунув тайком от родителей пару пальцев в розетку питания электрических устройств. Поскольку вы читаете эту статью, ничего особо страшного с вами не произошло — трудно жить в эпоху электричества и не познакомится с ним накоротке. С понятием электрического потенциала дело обстоит несколько сложнее.

Будучи математической абстракцией, электрический потенциал лучше всего по аналогии описывается действием гравитации — математические формулы абсолютно схожи, за исключением того, не существуют отрицательные гравитационные заряды, так как масса всегда положительная и в то же время электрические заряды бывают как положительными, так и отрицательными; электрические заряды могут как притягиваться, так и отталкиваться. В результате же действия гравитационных сил тела могут только притягиваться, но не могут отталкиваться. Если бы мы смогли разобраться с отрицательной массой, мы бы овладели антигравитацией.

Понятие электрического потенциала играет важную роль в описании явлений, связанных с электричеством. Вкратце понятие электрического потенциала описывает взаимодействие различных по знаку или одинаковых по знаку зарядов или групп таких зарядов.

Из школьного курса физики и из повседневного опыта, мы знаем, что поднимаясь в гору, мы преодолеваем силу притяжения Земли и, тем самым, совершаем работу против сил притяжения, действующих в потенциальном гравитационном поле. Поскольку мы обладаем некоторой массой, Земля старается понизить наш потенциал — стащить нас вниз, что мы с удовольствием позволяем ей, стремительно катаясь на горных лыжах и сноубордах. Аналогично, электрическое потенциальное поле старается сблизить разноимённые заряды и оттолкнуть одноимённые.

Отсюда следует вывод, что каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, приблизившись как можно ближе к мощному источнику электрического поля противоположного знака, если никакие силы этому не препятствуют. В случае одноимённых зарядов каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, удалившись как можно дальше от мощного источника электрического поля одинакового знака, если никакие силы этому не препятствуют. А если они препятствуют, то потенциал не меняется — пока вы стоите на ровном месте на вершине горы, сила гравитационного притяжения Земли компенсируется реакцией опоры и вас ничто не тянет вниз, только ваш вес давит на лыжи. Но стоит только оттолкнуться…

Аналогично и поле, создаваемое каким-то зарядом, действует на любой заряд, создавая потенциал для его механического перемещения к себе или от себя в зависимости от знака заряда взаимодействующих тел.

Электрический потенциал

Заряд, внесённый в электрическое поле, обладает определенным запасом энергии, т. е. способностью совершать работу. Для характеристики энергии, запасённой в каждой точке электрического поля, и введено специальное понятие — электрический потенциал. Потенциал электрического поля в данной точке равен работе, которую могут совершить силы этого поля при перемещении единицы положительного заряда из этой точки за пределы поля.

Возвращаясь к аналогии с гравитационным полем, можно обнаружить, что понятие электрического потенциала сродни понятию уровня различных точек земной поверхности. То есть, как мы рассмотрим ниже, работа по поднятию тела над уровнем моря зависит от того, как высоко мы поднимаем это тело, и аналогично, работа по отдалению одного заряда от другого зависит от того, насколько далеко будут эти заряды.

Представим себе героя древнегреческого мира Сизифа. За его прегрешения в земной жизни боги приговорили Сизифа выполнять тяжёлую бессмысленную работу в загробной жизни, вкатывая огромный камень на вершину горы. Очевидно, что для подъема камня на половину горы, Сизифу нужно затратить вдвое меньшую работу, чем для подъема камня на вершину. Далее камень, волею богов, скатывался с горы, совершая при этом некоторую работу. Естественно, камень, поднятый на вершину горы высотой Н (уровень Н), при спуске сможет совершить большую работу, чем камень, поднятый на уровень Н/2. Принято считать уровень моря нулевым уровнем, от которого и производится отсчет высоты.

По аналогии, электрический потенциал земной поверхности считается нулевым потенциалом, то есть

ϕEarth = 0

где ϕEarth — обозначение электрического потенциала Земли, являющегося скалярной величиной (ϕ — буква греческого алфавита и читается как «фи»).

Эта величина количественно характеризует способность поля совершить работу (W) по перемещению какого-то заряда (q) из данной точки поля в другую точку:

ϕ = W/q

В системе СИ единицей измерения электрического потенциала является вольт (В).

Напряжение

Одно из определений электрического напряжения описывает его как разность электрических потенциалов, что определяется формулой:

V = ϕ1 – ϕ2

Понятие напряжение ввёл немецкий физик Георг Ом в работе 1827 года, в которой предлагалась гидродинамическая модель электрического тока для объяснения открытого им в 1826 г. эмпирического закона Ома:

V = I·R,

где V — это разность потенциалов, I — электрический ток, а R — сопротивление.

Другое определение электрического напряжения представляется как отношение работы поля по передвижению заряда в проводнике к величине заряда.

Для этого определения математическое выражение для напряжения описывается формулой:

V = A / q

Напряжение, как и электрический потенциал, измеряется в вольтах (В) и его десятичных кратных и дольных единицах — микровольтах (миллионная доля вольта, мкВ), милливольтах (тысячная доля вольта, мВ), киловольтах (тысячах вольт, кВ) и мегавольтах (миллионах вольт, МВ).

Напряжением в 1 В считается напряжение электрического поля, совершающего работу в 1 Дж по перемещению заряда в 1 Кл. Размерность напряжения в системе СИ определяется как

В = кг•м²/(А•с³)

Напряжение может создаваться различными источниками: биологическими объектами, техническими устройствами и даже процессами, происходящими в атмосфере.

Элементарной ячейкой любого биологического объекта является клетка, которая с точки зрения электричества представляет собой электрохимический генератор малого напряжения. Некоторые органы живых существ, вроде сердца, являющихся совокупностью клеток, вырабатывают более высокое напряжение. Любопытно, что самые совершенные хищники наших морей и океанов — акулы различных видов — обладают сверхчувствительным датчиком напряжения, называемым органом боковой линии, и позволяющим им безошибочно обнаруживать свою добычу по биению сердца. Отдельно, пожалуй, стоит упомянуть об электрических скатах и угрях, выработавших в процессе эволюции для поражения добычи и отражения нападения на себя способность создавать напряжение свыше 1000 В!

Хотя люди генерировали электричество, и, тем самым, создавали разность потенциалов (напряжение) трением кусочка янтаря о шерсть с давних времён, исторически первым техническим генератором напряжения явился гальванический элемент. Он был изобретён итальянским учёным и врачом Луиджи Гальвани, который обнаружил явление возникновения разности потенциалов при контакте разных видов металла и электролита. Дальнейшим развитием этой идеи занимался другой итальянский физик Алессандро Вольта. Вольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока. Соединив несколько таких источников последовательно, он создал химическую батарею, так называемый «Вольтов столб», благодаря которой стало возможным получать электричество с помощью химических реакций.

Из-за заслуг в создания надёжных электрохимических источников напряжения, сослуживший немалую роль в деле дальнейших исследования электрофизических и электрохимических явлений, именем Вольта названа единица измерения электрического напряжения — Вольт.

Среди создателей генераторов напряжения необходимо отметить голландского физика Ван дер Граафа, создавшего генератор высокого напряжения, в основе которого лежит древняя идея разделения зарядов с помощью трения — вспомним янтарь!

Отцами современных генераторов напряжения были два замечательных американских изобретателя — Томас Эдисон и Никола Тесла. Последний был сотрудником в фирме Эдисона, но два гения электротехники разошлись во взглядах на способы генерации электрической энергии. В результате последующей патентной войны выиграло всё человечество — обратимые машины Эдисона нашли свою нишу в виде генераторов и двигателей постоянного тока, исчисляющихся миллиардами устройств — достаточно просто заглянуть под капот своего автомобиля или просто нажать кнопку стеклоподъёмника или включить блендер; а способы создания переменного напряжения в виде генераторов переменного тока, устройств для его преобразования в виде трансформаторов напряжения и линий передач на большие расстояния и бесчисленных устройств для его применения по праву принадлежат Тесле. Их число ничуть не уступает числу устройств Эдисона — на принципах Тесла работают вентиляторы, холодильники, кондиционеры и пылесосы, и масса других полезных устройств, описание которых выходит за рамки настоящей статьи.

Безусловно, учёными позднее были созданы и другие генераторы напряжения на других принципах, в том числе и на использовании энергии ядерного распада. Они призваны служить источником электрической энергии для космических посланцев человечества в дальний космос.

Но самым мощным источником электрического напряжения на Земле, не считая отдельных научных установок, до сих пор остаются естественные атмосферные процессы.

Ежесекундно на Земле грохочут свыше 2 тысяч гроз, то есть, одновременно работают десятки тысяч естественных генераторов Ван дер Граафа, создавая напряжения в сотни киловольт, разряжаясь током в десятки килоампер в виде молний. Но, как ни удивительно, мощь земных генераторов не идёт ни в какое сравнение с мощью электрических бурь, происходящих на сестре Земли — Венере — не говоря уже об огромных планетах вроде Юпитера и Сатурна.

Характеристики напряжения

Напряжение характеризуется своей величиной и формой. Относительно его поведения с течением времени различают постоянное напряжение (не изменяющееся с течением времени), апериодическое напряжение (изменяющееся с течением времени) и переменное напряжение (изменяющееся с течением времени по определённому закону и, как правило, повторяющее само себя через определённый промежуток времени). Иногда для решения определённых целей требуется одновременное наличие постоянного и переменного напряжений. В таком случае говорят о напряжении переменного тока с постоянной составляющей.

В электротехнике генераторы постоянного тока (динамо-машины) используются для создания относительно стабильного напряжения большой мощности, в электронике применяются прецизионные источники постоянного напряжения на электронных компонентах, которые называются стабилизаторами.

Измерение напряжения

Измерение величины напряжения играет большую роль в фундаментальных физике и химии, прикладных электротехнике и электрохимии, электронике и медицине и во многих других отраслях науки и техники. Пожалуй, трудно найти отрасли человеческой деятельности, исключая творческие направления вроде архитектуры, музыки или живописи, где с помощью измерения напряжения не осуществлялся бы контроль над происходящими процессами с помощью разного рода датчиков, являющимися по сути дела преобразователями физических величин в напряжение. Хотя стоит заметить, что в наше время и эти виды человеческой деятельности не обходятся без электричества вообще и без напряжения в частности. Художники используют планшеты, в которых измеряется напряжение емкостных датчиков, когда над ними перемещается перо. Композиторы играют на электронных инструментах, в которых измеряется напряжение на датчиках клавиш и в зависимости от него определяется насколько сильно нажата та или иная клавиша. Архитекторы используют AutoCAD и планшеты, в которых тоже измеряется напряжение, которые преобразуется в числовую форму и обрабатывается компьютером.

Измеряемые величины напряжения могут меняться в широких пределах: от долей микровольта при исследованиях биологических процессов, до сотен вольт в бытовых и промышленных устройствах и приборах и до десятков миллионов вольт в сверхмощных ускорителях элементарных частиц. Измерение напряжения позволяет нам контролировать состояние отдельных органов человеческого организма при помощи снятия энцефалограмм мозговой деятельности. Электрокардиограммы и эхокардиограммы дают информацию о состоянии сердечной мышцы. При помощи различных промышленных датчиков мы успешно, а, главное, безопасно, контролируем процессы химических производств, порой происходящие при запредельных давлениях и температурах. И даже ядерные процессы атомных станций поддаются контролю с помощью измерения напряжений. С помощью измерения напряжения инженеры контролируют состояние мостов, зданий и сооружений и даже противостоят такой грозной природной силе как землетрясения.

Блестящая идея связать различные значения уровней напряжения со значениями состояния единиц информации дало толчок к созданию современных цифровых устройств и технологий. В вычислительной технике низкий уровень напряжения трактуется как логический нуль (0), а высокий уровень напряжения — как логическая единица (1).

По сути дела, все современные устройства вычислительной техники являются в той или иной степени компараторами (измерителями) напряжения, преобразовывая свои входные состояния по определённым алгоритмам в выходные сигналы.

Помимо всего прочего, точные измерения напряжения лежат в основе многих современных стандартов, выполнение которых гарантирует их абсолютное соблюдение и, тем самым, безопасность применения.

Средства измерения напряжения

В ходе изучения и познания окружающего мира, способы и средства измерения напряжения значительно эволюционировали от примитивных органолептических методов — русский учёный Петров срезал часть эпителия на пальцах, чтобы повысить чувствительность к действию электрического тока — до простейших индикаторов напряжения и современных приборов разнообразных конструкций на основе электродинамических и электрических свойств различных веществ.

К слову сказать, начинающие радиолюбители легко отличали «рабочую» плоскую батарейку на 4,5 В от «подсевшей» без каких-либо приборов по причине их полного отсутствия, просто лизнув её электроды. Протекавшие при этом электрохимические процессы давали ощущение определённого вкуса и лёгкого жжения. Отдельные выдающиеся личности брались определять таким способом пригодность батареек даже на 9 В, что требовало немалой выдержки и мужества!

Примером простейшего индикатора — пробника сетевого напряжения — может служить обыкновенная лампа накаливания с рабочим напряжением не ниже напряжения сети. В продаже имеются простые пробники напряжения на неоновых лампах и светодиодах, потребляющие малые токи. Осторожно, использование самодельных конструкций может быть опасным для Вашей жизни!

Необходимо отметить, что приборы для измерения напряжения (вольтметры) весьма отличаются друг от друга в первую очередь по типу измеряемого напряжения — это могут быть приборы постоянного или переменного тока. Вообще, в измерительной практике важно поведение измеряемого напряжения — оно может быть функцией времени и иметь различную форму — быть постоянным, гармоническим, негармоническим, импульсным и так далее, и его величиной принято характеризовать режимы работ электротехнических цепей и устройств (слаботочные и силовые).

Различают следующие значения напряжения:

  • мгновенное,
  • амплитудное,
  • среднее,
  • среднеквадратичное (действующее).

Мгновенное значение напряжения Ui (см. рисунок) — это значение напряжения в определенный момент времени. Его можно наблюдать на экране осциллографа и определять для каждого момента времени по осциллограмме.

Амплитудное (пиковое) значение напряжения Ua — это наибольшее мгновенное значение напряжения за период. Размах напряжения Up-p — величина, равная разности между наибольшим и наименьшим значениями напряжения за период.

Среднее квадратичное (действующее) значение напряжения Urms определяется как корень квадратный из среднего за период квадрата мгновенных значений напряжения.

Все стрелочные и цифровые вольтметры обычно градуируются в среднеквадратических значениях напряжения.

Среднее значение (постоянная составляющая) напряжения — это среднее арифметическое всех его мгновенных значений за время измерения.

Средневыпрямленное напряжение определяется как среднее арифметическое абсолютных мгновенных значений за период.

Разность между максимальным и минимальным значениями напряжения сигнала называют размахом сигнала.

Сейчас, в основном, для измерения напряжения используются как многофункциональные цифровые приборы, так и осциллографы — на их экранах отображается не только форма напряжения, но и существенные характеристики сигнала. К таким характеристикам относится и частота изменения периодических сигналов, поэтому в технике измерений важен частотный предел измерений прибора.

Измерение напряжения осциллографом

Иллюстрацией к вышесказанному будет серия опытов по измерению напряжений с использованием генератора сигналов, источника постоянного напряжения, осциллографа и многофункционального цифрового прибора (мультиметра).

Эксперимент №1

Общая схема эксперимента №1 представлена ниже:

Генератор сигналов нагружен на сопротивление нагрузки R1 в 1 кОм, параллельно сопротивлению подключены измерительные концы осциллографа и мультиметра. При проведении опытов учтём то обстоятельство, что рабочая частота осциллографа значительно выше рабочей частоты мультиметра.

Опыт 1: Подадим на сопротивление нагрузки сигнал синусоидальной формы с генератора частотой 60 герц и амплитудой 4 вольт. На экране осциллографа будем наблюдать изображение, показанное ниже. Отметим, что цена деления масштабной сетки экрана осциллографа по вертикальной оси 2 В. Мультиметр и осциллограф при этом покажут среднеквадратичное значение напряжение 1,36 В.

Опыт 2: Увеличим сигнал от генератора вдвое, размах изображения на осциллографе возрастёт ровно вдвое и мультиметр покажет удвоенное значение напряжения:

Опыт 3: Увеличим частоту генератора в 100 раз (6 кГц), при этом частота сигнала на осциллографе изменится, но размах и среднеквадратичное значение останутся прежними, а показания мультиметра станут неправильными — сказывается допустимый рабочий частотный диапазон мультиметра 0—400 Гц:

Опыт 4: Вернёмся к исходной частоте 60 Гц и напряжению генератора сигналов 4 В, но изменим форму его сигнала с синусоидальной на треугольную. Размах изображения на осциллографе остался прежним, а показания мультиметра уменьшились по сравнению со значением напряжения, которое он показывал в опыте №1, так как изменилось действующее напряжение сигнала:

Эксперимент №2

Схема эксперимента №2, аналогична схеме эксперимента 1.

Ручкой изменения напряжения смещения на генераторе сигналов добавим смещение 1 В. На генераторе сигналов установим синусоидальное напряжение с размахом 4 В с частотой 60 Гц — как и в эксперименте №1. Сигнал на осциллографе поднимется на половину большого деления, а мультиметр покажет среднеквадратичное значение 1,33 В. Осциллограф покажет изображение, подобное изображению из опыта 1 эксперимента №1, но поднятое половину большого деления. Мультиметр покажет почти такое же напряжение, как было в опыте 1 эксперимента №1, так как у него закрытый вход, а осциллограф с открытым входом покажет увеличенное действующее значение суммы постоянного и переменного напряжений, которое больше действующего значения напряжения без постоянной составляющей:

Техника безопасности при измерении напряжения

Поскольку в зависимости от класса безопасности помещения и его состояния даже относительно невысокие напряжения уровня 12–36 В могут представлять опасность для жизни, необходимо выполнять следующие правила:

  1. Не проводить измерения напряжения, требующих определённых профессиональных навыков (свыше 1000 В).
  2. Не производить измерения напряжений в труднодоступных местах или на высоте.
  3. При измерении напряжений в бытовой сети применять специальные средства защиты от поражения электрическим током (резиновые перчатки, коврики, сапоги или боты).
  4. Пользоваться исправным измерительным инструментом.
  5. В случае использования многофункциональных приборов (мультиметров), следить за правильной установкой измеряемого параметра и его величины перед измерением.
  6. Пользоваться измерительным прибором с исправными щупами.
  7. Строго следовать рекомендациям производителя по использованию измерительного прибора.

Литература

Автор статьи: Сергей Акишкин

www.translatorscafe.com

Кв расшифровка

Добавить комментарий

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

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.