Лекция №16 Тема: Применение электрической энергии в сельскохозяйственном производстве

Особенностью данной части курса является:

1. – наличие большого практического материала;

2. – слабая теоретическая разработка использования электрической энергии в сельскохозяйственном производстве.

Классификация применения электрической энергии в с/хозяйстве

Деление проводят по энерготехнологическому признаку:

1. – силовое применение (электродвигатели);

2. – электроосвещение;

3. – нагрев;

4. – технологическое (электротехнологии);

5. – биологическое (энергия воздействует на животное, растения, семена);

6. – прочее применение (электроизгороди, электросвязь и др.);

7. – культурно-бытовое применение.

Тема: Электрическое освещение и облучение в сельском хозяйстве

Оптическое излучение является электромагнитным колебанием, которое в широком диапазоне частот по разному воздействует на окружающую среду. Колебания измеряются длиной волны

 = с   (85)

 - измеряется в нанометрах (нм) – 1 нм = 10^-9м;

 - частота колебаний;

с – скорость света.

Весь диапазон электромагнитных волн разделен на отдельные участки, в совокупности образующие спектр. Каждый участок имеет соответствующее его действию название.

Оптический диапазон излучений расположен между рентгеновскими и ультракороткими радиоволнами:

10 нм 3.4 10⁵ нм

Р ентгеновское Оптическое Ультракороткие

излучение излучение радиоволны

Таким образом, оптическая часть спектра представляет собой колебания волн от 10 до 340 000 нм. Это излучение широко используется в сельскохозяйственном производстве.

Различное действие оптического излучения при изменении длины волны позволило разбить его на три характерные участка:

• ультрафиолетовое излучение (УФ) -  = 10 … 380 нм;

• видимое излучение -  = 380 … 760 нм;

• инфракрасное излучение -  = 760 … 340 000 нм.

Каждый из этих участков разделен еще на ряд зон, в каждой из которых волны оказывают присущее лишь этому диапазону, воздействие на окружающую среду или объект.

Диапазон с 10 до 200 нм относится к пока еще мало изученному по воздействию на растения и животный мир диапазону. Волны этого диапазона распространяются в вакууме и поэтому он назван вакуумным.

Свойства и область применения излучений оптического диапазона

О п т и ч е с к и й д и а п а з о н и з л у ч е н и й
Ультрафиолетовое				Видимое	Инфракрасное
10	С 200-280	В 280-315	А 315-380	380 - 760	760-2500	2500-25000	25000-3.4105
Ва- ку- ум- ное	Бакте- рицид- ное	Эритем- ное	Анализ оргнич. матери- алов		Короко- волновое	Средне- волновое	Длинно- волновое

Ультрафиолетовый разделен на зоны.

Бактерицидный диапазон « С » назван так из-за его воздействия – убивает все бактерии. Используется для бактерицидной обработки воздуха, хирургического инструмента. При больших дозах растения от него гибнут, а животное становится вялым.

Диапазон « В » обладает антирахитными свойствами. При этом диапазоне «загорают» – вырабатывается в поверхностном слое кожи эритемное вещество, способствующее укреплению костной системы организма. Поэтому он нашел широкое распространение в облучении молодняка животных. На растения большие дозы воздействуют губительно.

Диапазон « А » не получил пока еще широкого распространения. Используется для люминесцентного анализа с\х продуктов, вызывая свечение некоторых веществ. Например, при облучении картофеля, в темноте гнилой картофель начинает светиться, и его автоматически отсортировывают.

Видимое излучение широко используется в с\х производстве. Оно названо так, потому, что наш глаз оптически ощущает мир только в этом диапазоне волн. Используется:

1. – для освещения помещений;

2. – раздражения нерва глаза с целью увеличения продуктивности;

3. – стимуляции посевных качеств семян при их яровизации;

4. – удлинения светового дня в теплицах для увеличения урожайности;

5. – в светоловушках для вредных насекомых.

Деление инфракрасного диапазона на зоны условно, т.к. все зоны вызывают примерно одинаковый эффект:

1. – облучение животных и птицы с целью увеличения их продуктивности, улучшения кровообращения, снижения восприимчивости к болезням;

2. – для сушки материалов и продуктов;

3. – для стимулирования посевных качеств семян;

4. – для дезинсекции (уничтожения) насекомых и вредителей.

Величины и единицы измерения оптического диапазона

Энергия оптического диапазона измеряется в Джоулях (Дж).

Видимый спектр.

Световой поток (Ф) – это энергия излучения в единицу времени (Дж\с = Вт). За единицу измерения светового потока принят 1люмен (лм), равный световому потоку, излучаемому абсолютно черным телом с длиной волны 556 нм в количестве 1\683 Вт.

Фитопоток (Ф_ф) – это мощность в 1Вт излучения с длиной волны  = 680 нм. Измеряется в фитах (фт).

Сила света (J) - отношение светового потока «Ф» к величине телесного угла «  », в пределах которого равномерно распределен данный поток. Измеряется в канделлах (кд):

J = Ф/ (108)

Освещенность (Е) – отношение светового потока «Ф», падающего на поверхность, к единице площади этой поверхности «S». Измеряется в люксах (лк) = лм\м^-2:

Е = Ф/S (109)

Количество световой энергии, упавшее на единицу освещаемой поверхности, называют количеством освещения «Н». Измеряется (лк·с):

Н = Е·t (110)

Ультрафиолетовый спектр

Бактерицидный поток (Ф_б) – это мощность бактерицидного излучения в 1Вт при длине волны 254 нм:

1 бакт = 1 Вт при  = 254 нм

Эритемный поток (Ф_э) – это мощность эритемного излучения в 1Вт при длине волны 297 нм

1 эр = 1 Вт при  = 297 нм

Сила эритемного (J_э) и бактерицидного (J_б) излучения, образуются аналогично видимому спектру и они измеряются в эр/ср (эр/стерадиан) и бакт/ср (бакт/стерадиан).

Эритемная (Е_э) и бактерицидная (Е_б) облученности, соответственно, образуются также как и при видимом спектре:

Е_э = Ф_Э/S (эр/м²) и Е_б = Ф_б/S (бакт/м²)

Количество эритемного (Н_э) и бактерицидного (Н_б) облучений во времени, соответственно, определяются произведением эритемной и бактерицидной облученностей на время:

Н_э = Е_э·t (эр·м^-2·с) и Н_б = Е_б·t (бакт·м^-2·с)

Инфракрасное излучение.

Мощность (Ф_и), сила излучения (J_и), облученность (Е_и), количество инфракрасного облучения (Н_и) определяются аналогично видимому спектру с длинами волн в соответствующем диапазоне.