9. Простые машины. Строительные машины

Одной из наиболее распространенных простых машин является рычаг; рычаги часто применяются во всевозможных машинах и механизмах. Рыча́г — простейшее механическое устройство, представляющее собой твёрдое тело. Рычаг используется для получения большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече. Примером рычага могут служить лом, молоток с расщепом, тачка, метла.

Другим распространенным типом простых машин являются различные комбинации блоков. Блок — это равноплечий рычаг. Его роль заключается только в изменении направления, в котором нужно прикладывать силу. Блоки используют для подъема воды из колодцев, для подъема якорей на судах т.д. Блоки применяются в грузоподъемных устройствах.

Еще одним устройством, тоже называемым простой машиной, служит гладкая наклонная плоскость. Если, например, нужно поднять груз определенной массы на какую-то высоту, то при равномерном движении по вертикали к грузу нужно было бы приложить, силу, равную силе тяжести груза. Но если двигать этот груз равномерно по наклонной плоскости, то для этого достаточно силы, во столько раз меньшей силы тяжести, во сколько раз длина плоскости больше высоты. К таким устройствам относятся пандусы, эскалаторы, обычные лестницы и конвейеры.

Издавна известна также и разновидность наклонной плоскости — клин. Клин представляет собой сложенные вместе основаниями две наклонные плоскости. Его применяют, чтобы получить выигрыш в силе, то есть при помощи меньшей силы противодействовать большей силе. При рубке дров, чтобы облегчить работу, в трещину полена вставляют металлический клин и бьют по нему обухом топора. Принцип клина используется в таких инструментах и орудиях, как топор, зубило, нож, гвоздь, швейная игла.

В древности в качестве строит. машин использовались приведенные выше простые машины, в настоящее время все эти простые машины являются неотъемлемыми составляющими строительных машин. Строительные машины - группа машин, предназначенных для проведения строительных работ. Строительные машины можно разделить на следующие группы: 1.Вспомогательные (простые) машины и механизмы—домкраты, лебедки и тали. 2.Подъемники — машины, перемещающие грузы в ковшах, клетях, кабинах или на площадках, движущихся в жестких направляющих. 3.Краны — наиболее сложные и универсальные грузоподъемные машины для подъема, перемещения по пространственной трассе и подачи грузов и монтажа конструкций.

22.Трансформаторы. Закон Фарадея. Линии электропередач

Трансформа́тор — электрическая машина, которая осуществляет преобразование напряжения переменного тока и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике. Потребность трансформирования - повышения и понижения переменного напряжения - вызвана необходимостью передачи электрической энергии на большие расстояния. Работа трансформатора основана на двух базовых принципах: 1. Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм) 2. Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция). Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Простейший трансформатор состоит из стального магнитопровода и двух расположенных на нем обмоток. Обмотки выполнены из изолированного провода и электрически не связаны. К одной из обмоток подается электрическая энергия от источника переменного тока. Эту обмотку называют первичной. К другой обмотке, называемой вторичной, подключают потребители.

Наиболее часто трансформаторы применяются в электросетях и в источниках питания различных приборов. Для наиболее выгодной транспортировки электроэнергии в электросети многократно применяют трансформаторы: сначала для повышения напряжения генераторов на электростанциях перед транспортировкой электроэнергии, а затем для понижения напряжения линии электропередач до приемлемого для потребителей уровня. Для питания разных узлов электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Блоки электропитания в устройствах, которым необходимо несколько напряжений различной величины содержат трансформаторы с несколькими вторичными обмотками или содержат в схеме дополнительные трансформаторы. Разделительные трансформаторы используются для предотвращения угрозы поражения человека электрическим током.

Закон Фарадея. Он открыл явление электромагнитной индукции. Оно заключается в том, что в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, охватываемого этим контуром, возникает электрический ток, получивший название индукционного. Индукционный ток возникает всегда, когда происходит изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции. Какова бы ни была причина изменения потока магнитной индукции, охватываемого замкнутым проводящим контуром, возникающая в контуре э.д.с = Электродвижущая сила электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.

Линия электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Способы выполнения линий электропередач. Каждому напряжению соответствуют определенные способы выполнения электропроводки. Это объясняется тем, что чем напряжение выше, тем труднее изолировать провода. Для передачи на расстояние напряжения в десятки и сотни киловольт создаются воздушные линии электропередач. Провода высоко поднимаются над землей, в качестве изоляции используется воздух. Несравненно сложнее устроен подземный кабель, рассчитанный на несколько киловольт и проложенный под землей между трансформаторами. Кроме повышенных требований к изоляции, он еще должен иметь повышенную механическую прочность и стойкость к коррозии.

32. Способы обработки стали, чугуна и алюминия

Сталь — смесь или твердый раствор железа с углеродом. Сталь — важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта, строительства и прочих отраслей промышленности.

Конвертерное производство стали. Залитый в плавильный агрегат (конвертер) чугун продувают снизу воздухом; кислород воздуха окисляет примеси чугуна, в результате чего он превращается в сталь.

Мартеновское производство стали. В мартеновскую печь загружают шихту (чугун, скрап, металлический лом и др.), которая под действием тепла от факела сжигаемого топлива постепенно плавится. После расплавления в ванну вводят различные добавки для получения металла заданного состава и температуры; затем готовый металл выпускают в ковши и разливают. Благодаря своим качествам и невысокой стоимости мартеновская сталь нашла широкое применение.

Чугу́н — сплав железа с углеродом с содержанием более 2,14 %. В чистом виде железо в технике применяется в весьма малых количествах. В основном только в машиностроительном производстве требуются сплавы железа с углеродом. Одним из таких сплавов и является чугун. Выплавку чугуна из железной руды производят в доменных печах. Руда подается из бункера подъемником в засыпной аппарат, откуда и поступает во внутреннюю полость печи. Воздух, необходимый для получения чугуна, вдувается под давлением в подогретом состоянии до 1200° С. Выпуск расплавленного чугуна производится через чугунную летку.

Алюминий - лёгкий, парамагнитный металл, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью. Основным сырьем для производства алюминия служат бокситы.Очищенный оксид алюминия получают переработкой природного боксита. Алюминий получают из оксида алюминия электролитическим методом. Добавляя глинозем в расплавленном криолите, сплав подвергают электролизу. При электролизе на катоде выделяется алюминий , а на аноде - кислород. Алюминий , обладающий большей плотностью , чем исходный расплав, собирается на дне эликтролизера, откуда его периодически выпускают. По мере выделения металла, в расплав добавляют новые порции оксида алюминия. Выделяющийся при электролизе кислород взаимодействует с углеродом анода, который выгорает, образуя углекислый газ.