Вариант № 107671

При вы­пол­не­нии за­да­ний с крат­ким от­ве­том впи­ши­те в поле для от­ве­та цифру, ко­то­рая со­от­вет­ству­ет но­ме­ру пра­виль­но­го от­ве­та, или число, слово, по­сле­до­ва­тель­ность букв (слов) или цифр. Ответ сле­ду­ет за­пи­сы­вать без про­бе­лов и каких-либо до­пол­ни­тель­ных сим­во­лов. Дроб­ную часть от­де­ляй­те от целой де­ся­тич­ной за­пя­той. Еди­ни­цы из­ме­ре­ний пи­сать не нужно. Ответ с по­греш­но­стью вида (1,4  ±  0,2)  Н за­пи­сы­вай­те сле­ду­ю­щим об­ра­зом: 1,40,2.


Если ва­ри­ант задан учи­те­лем, вы мо­же­те впи­сать или за­гру­зить в си­сте­му от­ве­ты к за­да­ни­ям с раз­вер­ну­тым от­ве­том. Учи­тель уви­дит ре­зуль­та­ты вы­пол­не­ния за­да­ний с крат­ким от­ве­том и смо­жет оце­нить за­гру­жен­ные от­ве­ты к за­да­ни­ям с раз­вер­ну­тым от­ве­том. Вы­став­лен­ные учи­те­лем баллы отоб­ра­зят­ся в вашей ста­ти­сти­ке.


Версия для печати и копирования в MS Word
1
Тип 1 № 1229
i

Про­чи­тай­те пе­ре­чень по­ня­тий, с ко­то­ры­ми Вы встре­ча­лись в курсе фи­зи­ки:

ки­ло­грамм, дис­пер­сия, герц, генри, на­гре­ва­ние, бро­унов­ское дви­же­ние.

Раз­де­ли­те эти по­ня­тия на две груп­пы по вы­бран­но­му Вами при­зна­ку. За­пи­ши­те в таб­ли­цу на­зва­ние каж­дой груп­пы и по­ня­тия, вхо­дя­щие в эту груп­пу.



На­зва­ние груп­пы по­ня­тийПе­ре­чень по­ня­тий

Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

2
Тип 2 № 1832
i

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния о фи­зи­че­ских яв­ле­ни­ях, ве­ли­чи­нах и за­ко­но­мер­но­стях. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

 

1)  При дви­же­нии по окруж­но­сти с по­сто­ян­ной по мо­ду­лю ско­ро­стью уско­ре­ние тела все­гда на­прав­ле­но по ра­ди­у­су к цен­тру окруж­но­сти.

2)  Если газ на­хо­дит­ся в за­мкну­том со­су­де по­сто­ян­но­го объёма, то при его на­гре­ва­нии дав­ле­ние газа умень­ша­ет­ся.

3)  Ха­о­ти­че­ское теп­ло­вое дви­же­ние ча­стиц ве­ще­ства ни­ко­гда не пре­кра­ща­ет­ся.

4)  В про­цес­се элек­три­за­ции тре­ни­ем два пер­во­на­чаль­но не­за­ря­жен­ных тела при­об­ре­та­ют од­но­имённые по знаку и оди­на­ко­вые по мо­ду­лю за­ря­ды.

5)  Маг­нит­ное поле ин­дук­ци­он­но­го тока в кон­ту­ре все­гда умень­ша­ет маг­нит­ный поток, из­ме­не­ние ко­то­ро­го при­ве­ло к воз­ник­но­ве­нию этого ин­дук­ци­он­но­го тока.


Ответ:

3
Тип Д3 C3 № 1731
i

В мен­зур­ку на­ли­ли мед­ный ку­по­рос, а свер­ху  — чи­стую воду (см. рис.). Через не­сколь­ко дней гра­ни­ца раз­де­ле­ния жид­ко­стей стала раз­мы­той, а ещё через не­сколь­ко дней вся жид­кость ока­за­лась оди­на­ко­во окра­шен­ной. Какое яв­ле­ние на­блю­да­лось в этом опыте?


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

4
Тип Д4 № 761
i

Про­чи­тай­те текст и вставь­те про­пу­щен­ные слова. Слова в от­ве­те могут по­вто­рять­ся.

 

1)  умень­ша­ет­ся

2)  уве­ли­чи­ва­ет­ся

3)  не из­ме­ня­ет­ся

 

Груз, под­ве­шен­ный к пру­жи­не, со­вер­ша­ет сво­бод­ные ко­ле­ба­ния между точ­ка­ми 1 и 3. При пе­ре­ме­ще­нии между точ­ка­ми 1 и 2 по­тен­ци­аль­ная энер­гия груза __________, ско­рость груза__________, масса груза __________.


Ответ:

5
Тип 5 № 1461
i

Маг­нит­ная стрел­ка за­фик­си­ро­ва­на (се­вер­ный полюс за­темнён, см. рис.). К стрел­ке под­нес­ли силь­ный по­сто­ян­ный по­ло­со­вой маг­нит, затем осво­бо­ди­ли стрел­ку, она по­вер­ну­лась и оста­но­ви­лась в новом по­ло­же­нии. Ука­жи­те, в каком на­прав­ле­нии будет по­вер­нут се­вер­ный полюс маг­нит­ной стрел­ки: влево, впра­во, вверх, вниз.


Ответ:

6
Тип 6 № 1671
i

Свя­зан­ная си­сте­ма эле­мен­тар­ных ча­стиц со­дер­жит 14 элек­тро­нов, 14 ней­тро­нов и 14 про­то­нов. Ис­поль­зуя фраг­мент Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы Д. И. Мен­де­ле­е­ва, опре­де­ли­те, ато­мом ка­ко­го эле­мен­та яв­ля­ет­ся эта си­сте­ма. На­зва­ние эле­мен­та за­пи­ши­те сло­вом.


Ответ:

7
Тип 7 № 1496
i

К мо­мен­ту окон­ча­ния сго­ра­ния за­ря­да дым­но­го по­ро­ха ядро про­дви­ну­лось в ство­ле пушки на 2/3 его длины (см. рис.).

Как с этого мо­мен­та и до вы­ле­та ядра из ство­ла из­ме­ня­лись ки­не­ти­че­ская энер­гия ядра, дав­ле­ние и внут­рен­няя энер­гия по­ро­хо­вых газов. Теп­ло­об­ме­ном между ство­лом пушки и по­ро­хо­вы­ми га­за­ми пре­не­бречь.

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер её из­ме­не­ния:

1)  уве­ли­чит­ся;

2)  умень­шит­ся;

3)  не из­ме­нит­ся.

 

Ки­не­ти­че­ская энер­гия ядраДав­ле­ние по­ро­хо­вых газовВнут­рен­няя энер­гия по­ро­хо­вых газов

Ответ:

8
Тип 8 № 1816
i

В со­су­де под тяжёлым порш­нем на­хо­дит­ся воз­дух. На гра­фи­ке пред­став­ле­на за­ви­си­мость дав­ле­ния воз­ду­ха от его тем­пе­ра­ту­ры.

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния, со­от­вет­ству­ю­щих дан­ным гра­фи­ка. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

1)  В про­цес­се 1–2 объём воз­ду­ха со­хра­нял­ся не­из­мен­ным.

2)  В про­цес­се 2–3 объём воз­ду­ха уве­ли­чи­вал­ся прямо про­пор­ци­о­наль­но из­ме­не­нию его аб­со­лют­ной тем­пе­ра­ту­ры.

3)  В про­цес­се 3–4 на­блю­да­лось изо­тер­ми­че­ское сжа­тие воз­ду­ха.

4)  В про­цес­се 1–2 на­блю­да­лось изо­тер­ми­че­ское сжа­тие воз­ду­ха.

5)  В про­цес­се 3–4 воз­дух мед­лен­но рас­ши­рял­ся, под­ни­мая пор­шень.


Ответ:

9
Тип 9 № 1464
i

Иде­аль­ны­ми усло­ви­я­ми для со­хран­но­сти экс­по­на­тов яв­ля­ет­ся под­дер­жа­ние еди­но­го тем­пе­ра­тур­но-влаж­ност­но­го ре­жи­ма в залах и хра­ни­ли­ще музея. Со­глас­но тех­но­ло­ги­че­ским нор­мам па­ра­мет­ры воз­ду­ха в этих по­ме­ще­ни­ях долж­ны быть сле­ду­ю­щи­ми: воз­мож­но ко­ле­ба­ние тем­пе­ра­ту­ры от 16 °C зимой до 24 °C летом. При этом от­но­си­тель­ную влаж­ность воз­ду­ха не­об­хо­ди­мо под­дер­жи­вать в пре­де­лах (55 ± 5)%. Пси­хро­мет­ри­че­ский гиг­ро­метр, помещённый в хра­ни­ли­ще музея, даёт по­ка­за­ния су­хо­го тер­мо­мет­ра 22 °C. При каких по­ка­за­ни­ях влаж­но­го тер­мо­мет­ра тре­бо­ва­ния к ука­зан­ным нор­мам будут со­блю­де­ны?

Для ре­ше­ния ис­поль­зуй­те дан­ные пси­хро­мет­ри­че­ской таб­ли­цы.

Пси­хро­мет­ри­че­ская таб­ли­ца

По­ка­за­ния су­хо­го
тер­мо­мет­ра, °С
Раз­ность по­ка­за­ний су­хо­го и влаж­но­го тер­мо­мет­ра, °С
012345678910
От­но­си­тель­ная влаж­ность, %

01008163452811
21008468513520
4100857056422841
610086736047352310
8100877563514028187
1010088766554443424145
12100897868574838292011
141008979706051423425179
1610090817162544637302215
1810091827365564941342720
2010091837466595144373024
2210092837668615447403428
2410092847769625649433731
2610092857871645851464034
2810093857872655953484237
3010093867973676155504439

Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

10
Тип 10 № 1346
i

С по­мо­щью ба­ро­мет­ра про­во­ди­лись из­ме­ре­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния. Верх­няя шкала ба­ро­мет­ра про­гра­ду­и­ро­ва­на в мм рт. ст., а ниж­няя шкала – в гПа (см. рис.). По­греш­ность из­ме­ре­ний дав­ле­ния равна цене де­ле­ния шкалы ба­ро­мет­ра.

За­пи­ши­те в ответ по­ка­за­ния ба­ро­мет­ра в гПа с учётом по­греш­но­сти из­ме­ре­ний. В от­ве­те ука­жи­те зна­че­ние и по­греш­ность из­ме­ре­ния слит­но без про­бе­ла.


Ответ:

11
Тип 11 № 1675
i

Учи­тель на уроке провёл серию опы­тов по пре­лом­ле­нию све­то­во­го луча на гра­ни­це раз­лич­ных про­зрач­ных сред: воз­дух–вода и воз­дух–стек­ло (см. рис.).

Какой вывод можно сде­лать на ос­но­ва­нии про­ведённых опы­тов?


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

12
Тип 12 № 1640
i

Вам не­об­хо­ди­мо ис­сле­до­вать, за­ви­сит ли элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние про­вод­ни­ка от ма­те­ри­а­ла, из ко­то­ро­го из­го­тов­лен про­вод­ник. Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние (см. рис.):

— ис­точ­ник тока;

— вольт­метр;

— ам­пер­метр;

— рео­стат;

— ключ;

— со­еди­ни­тель­ные про­во­да;

— набор из шести про­вод­ни­ков, из­го­тов­лен­ных из раз­ных про­во­лок, ха­рак­те­ри­сти­ки ко­то­рых при­ве­де­ны в таб­ли­це.

Номер

про­вод­ни­ка

Длина

про­вод­ни­ка

Пло­щадь по­пе­реч­но­го

се­че­ния про­вод­ни­ка

Ма­те­ри­ал, из ко­то­ро­го

из­го­тов­лен про­вод­ник

150 см0,5 мм2ни­хром
2100 см1,0 мм2алю­ми­ний
3100 см0,5 мм2медь
450 см0,5 мм2алю­ми­ний
5100 см1,5 мм2ни­хром
650 см0,5 мм2медь

 

В от­ве­те:

1.  За­ри­суй­те схему элек­три­че­ской цепи. Ука­жи­те но­ме­ра ис­поль­зу­е­мых про­вод­ни­ков (см. таб­ли­цу).

2.  Опи­ши­те по­ря­док дей­ствий при про­ве­де­нии ис­сле­до­ва­ния.


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

13
Тип 13 № 1641
i

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между устрой­ства­ми и ви­да­ми волн, ко­то­рые ис­поль­зу­ют­ся в этих устрой­ствах. Для каж­до­го устрой­ства из пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щий вид волн из вто­ро­го столб­ца.

УСТРОЙ­СТВА

А)  ме­ди­цин­ские при­бо­ры для ле­че­ния зло­ка­че­ствен­ных опу­хо­лей

Б)  гид­ро­ло­ка­то­ры, уста­нав­ли­ва­е­мые на под­вод­ных лод­ках

ВИДЫ ВОЛН

1)  све­то­вые

2)  уль­тра­зву­ко­вые

3)  ин­фра­зву­ко­вые

4)  гамма-из­лу­че­ние

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ

Ответ:

14
Тип Д14 C14 № 701
i

Какое фи­зи­че­ское яв­ле­ние обу­слав­ли­ва­ет ра­бо­ту ночью си­стем на сол­неч­ных ба­та­ре­ях?

 

В про­фес­си­о­наль­ных кру­гах па­не­ли, пре­об­ра­зу­ю­щие сол­неч­ный свет в элек­тро­энер­гию, на­зы­ва­ют фо­то­элек­три­че­ски­ми пре­об­ра­зо­ва­те­ля­ми, ко­то­рые в раз­го­вор­ной речи или при на­пи­са­нии по­нят­ных для ши­ро­ких масс ста­тей при­ня­то на­зы­вать сол­неч­ны­ми ба­та­ре­я­ми. Прин­цип ра­бо­ты этих устройств, пер­вые ра­бо­чие эк­зем­пля­ры ко­то­рых по­яви­лись до­ста­точ­но давно. 25 ап­ре­ля 1954 года, спе­ци­а­ли­сты ком­па­нии Bell Laboratories за­яви­ли о со­зда­нии пер­вых сол­неч­ных ба­та­рей на ос­но­ве крем­ния для по­лу­че­ния элек­три­че­ско­го тока.

Не сек­рет, что p-n пе­ре­ход может пре­об­ра­зо­вы­вать свет в элек­тро­энер­гию. Можно про­ве­сти экс­пе­ри­мент с тран­зи­сто­ром со спи­лен­ной верх­ней крыш­кой, поз­во­ля­ю­щей свету па­дать на p-n пе­ре­ход. Под­клю­чив к нему вольт­метр, можно за­фик­си­ро­вать, как при об­лу­че­нии све­том такой тран­зи­стор вы­де­ля­ет ми­зер­ный элек­три­че­ский ток. А если уве­ли­чить пло­щадь p-n пе­ре­хо­да, что в таком слу­чае про­изой­дет? В ходе на­уч­ных экс­пе­ри­мен­тов про­шлых лет, спе­ци­а­ли­сты из­го­то­ви­ли p-n пе­ре­ход с пла­сти­на­ми боль­шой пло­ща­ди, вы­звав тем самым по­яв­ле­ние на свет фо­то­элек­три­че­ских пре­об­ра­зо­ва­те­лей, на­зы­ва­е­мых сол­неч­ны­ми ба­та­ре­я­ми.

Прин­цип дей­ствия со­вре­мен­ных сол­неч­ных ба­та­рей со­хра­нил­ся, не­смот­ря на мно­го­лет­нюю ис­то­рию их су­ще­ство­ва­ния. Усо­вер­шен­ство­ва­нию под­верг­лась лишь кон­струк­ция и ма­те­ри­а­лы, ис­поль­зу­е­мые в про­из­вод­стве, бла­го­да­ря ко­то­рым про­из­во­ди­те­ли по­сте­пен­но уве­ли­чи­ва­ют такой важ­ный па­ра­метр, как ко­эф­фи­ци­ент фо­то­элек­три­че­ско­го пре­об­ра­зо­ва­ния или КПД устрой­ства. Стоит также ска­зать, что ве­ли­чи­на вы­ход­но­го тока и на­пря­же­ния сол­неч­ной ба­та­реи на­пря­мую за­ви­сит от уров­ня внеш­ней осве­щен­но­сти, ко­то­рый воз­дей­ству­ет на неё.

На кар­тин­ке выше можно ви­деть, что верх­ний слой p-n пе­ре­хо­да, ко­то­рый об­ла­да­ет из­быт­ком элек­тро­нов, со­еди­нен с ме­тал­ли­че­ски­ми пла­сти­на­ми, вы­пол­ня­ю­щи­ми роль по­ло­жи­тель­но­го элек­тро­да, про­пус­ка­ю­щи­ми свет и при­да­ю­щи­ми эле­мен­ту до­пол­ни­тель­ную жест­кость. Ниж­ний слой в кон­струк­ции сол­неч­ной ба­та­реи имеет не­до­ста­ток элек­тро­нов и к нему при­кле­е­на сплош­ная ме­тал­ли­че­ская пла­сти­на, вы­пол­ня­ю­щая функ­цию от­ри­ца­тель­но­го элек­тро­да.

Счи­та­ет­ся, что в иде­а­ле сол­неч­ная ба­та­рея имеет близ­кий к 20 % КПД. Од­на­ко на прак­ти­ке он при­мер­но равен всего 10 %, при том, что для каких сол­неч­ных ба­та­рей боль­ше, для каких то мень­ше. В ос­нов­ном это за­ви­сит от тех­но­ло­гии, по ко­то­рой вы­пол­нен p-n пе­ре­ход. Са­мы­ми хо­до­вы­ми и име­ю­щи­ми наи­боль­ший про­цент КПД про­дол­жа­ют яв­лять­ся сол­неч­ные ба­та­реи, из­го­тов­лен­ные на ос­но­ве мо­но­кри­стал­ла или по­ли­кри­стал­ла крем­ния. При­чем вто­рые из-за от­но­си­тель­ной де­ше­виз­ны ста­но­вят­ся все рас­про­стра­нен­нее. К ка­ко­му типу кон­струк­ции сол­неч­ная ба­та­рея от­но­сит­ся можно опре­де­лить не­во­ору­жен­ным гла­зом. Мо­но­кри­стал­ли­че­ские све­то­пре­об­ра­зо­ва­те­ли имеют ис­клю­чи­тель­но чёрно-серый цвет, а мо­де­ли на ос­но­ве по­ли­кри­стал­ла крем­ния вы­де­ля­ет синяя по­верх­ность. По­ли­кри­стал­ли­че­ские сол­неч­ные ба­та­реи, из­го­тав­ли­ва­е­мые ме­то­дом литья, ока­за­лись более де­ше­вы­ми в про­из­вод­стве. Од­на­ко и у поли- и мо­но­кри­стал­ли­че­ских пла­стин есть один не­до­ста­ток  — кон­струк­ции сол­неч­ных ба­та­рей на их ос­но­ве не об­ла­да­ют гиб­ко­стью, ко­то­рая в не­ко­то­рых слу­ча­ях не по­ме­ша­ет.

Си­ту­а­ция ме­ня­ет­ся с по­яв­ле­ни­ем в 1975 году сол­неч­ной ба­та­реи на ос­но­ве аморф­но­го крем­ния, ак­тив­ный эле­мент ко­то­рых имеет тол­щи­ну от 0,5 до 1 мкм, обес­пе­чи­вая им гиб­кость. Тол­щи­на обыч­ных крем­ни­е­вых эле­мен­тов до­сти­га­ет 300 мкм. Од­на­ко, не­смот­ря на све­то­по­гло­ща­е­мость аморф­но­го крем­ния, ко­то­рая при­мер­но в 20 раз выше, чем у обыч­но­го, эф­фек­тив­ность сол­неч­ных ба­та­рей та­ко­го типа, а имен­но КПД не пре­вы­ша­ет 12 %. Для моно- и по­ли­кри­стал­ли­че­ских ва­ри­ан­тов при всем этом он может до­сти­гать 17 % и 15 % со­от­вет­ствен­но.

Чи­стый крем­ний в про­из­вод­стве пла­стин для сол­неч­ных ба­та­рей прак­ти­че­ски не ис­поль­зу­ет­ся. Чаще всего в ка­че­стве при­ме­сей для из­го­тов­ле­ния пла­сти­ны, вы­ра­ба­ты­ва­ю­щей по­ло­жи­тель­ный заряд, ис­поль­зу­ет­ся бор, а для от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ных пла­стин мы­шьяк. Кроме них при про­из­вод­стве сол­неч­ных ба­та­рей все чаще ис­поль­зу­ют­ся такие ком­по­нен­ты, как ар­се­нид, гал­лий, медь, кад­мий, тел­лу­рид, селен и дру­гие. Бла­го­да­ря ним сол­неч­ные ба­та­реи ста­но­вят­ся менее чув­стви­тель­ны­ми к пе­ре­па­дам окру­жа­ю­щих тем­пе­ра­тур.

В со­вре­мен­ном мире от­дель­но от дру­гих устройств сол­неч­ные ба­та­реи ис­поль­зу­ют­ся все реже, чаще пред­став­ляя собой так на­зы­ва­е­мые си­сте­мы. Учи­ты­вая, что фо­то­элек­три­че­ские эле­мен­ты вы­ра­ба­ты­ва­ют элек­три­че­ский ток толь­ко при пря­мом воз­дей­ствии сол­неч­ных лучей или света, ночью или в пас­мур­ный день они ста­но­вят­ся прак­ти­че­ски бес­по­лез­ны­ми. С си­сте­ма­ми на сол­неч­ных ба­та­ре­ях всё иначе. Они обо­ру­до­ва­ны ак­ку­му­ля­то­ром, спо­соб­ным на­кап­ли­вать элек­три­че­ский ток днем, когда сол­неч­ная ба­та­рея его вы­ра­ба­ты­ва­ет, а ночью, на­коп­лен­ный заряд может от­да­вать по­тре­би­те­лям.


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

15
Тип Д15 C15 № 702
i

В про­фес­си­о­наль­ных кру­гах па­не­ли, пре­об­ра­зу­ю­щие сол­неч­ный свет в элек­тро­энер­гию, на­зы­ва­ют фо­то­элек­три­че­ски­ми пре­об­ра­зо­ва­те­ля­ми, ко­то­рые в раз­го­вор­ной речи или при на­пи­са­нии по­нят­ных для ши­ро­ких масс ста­тей при­ня­то на­зы­вать сол­неч­ны­ми ба­та­ре­я­ми. Прин­цип ра­бо­ты этих устройств, пер­вые ра­бо­чие эк­зем­пля­ры ко­то­рых по­яви­лись до­ста­точ­но давно. 25 ап­ре­ля 1954 года, спе­ци­а­ли­сты ком­па­нии Bell Laboratories за­яви­ли о со­зда­нии пер­вых сол­неч­ных ба­та­рей на ос­но­ве крем­ния для по­лу­че­ния элек­три­че­ско­го тока.

Не сек­рет, что p-n пе­ре­ход может пре­об­ра­зо­вы­вать свет в элек­тро­энер­гию. Можно про­ве­сти экс­пе­ри­мент с тран­зи­сто­ром со спи­лен­ной верх­ней крыш­кой, поз­во­ля­ю­щей свету па­дать на p-n пе­ре­ход. Под­клю­чив к нему вольт­метр, можно за­фик­си­ро­вать, как при об­лу­че­нии све­том такой тран­зи­стор вы­де­ля­ет ми­зер­ный элек­три­че­ский ток. А если уве­ли­чить пло­щадь p-n пе­ре­хо­да, что в таком слу­чае про­изой­дет? В ходе на­уч­ных экс­пе­ри­мен­тов про­шлых лет, спе­ци­а­ли­сты из­го­то­ви­ли p-n пе­ре­ход с пла­сти­на­ми боль­шой пло­ща­ди, вы­звав тем самым по­яв­ле­ние на свет фо­то­элек­три­че­ских пре­об­ра­зо­ва­те­лей, на­зы­ва­е­мых сол­неч­ны­ми ба­та­ре­я­ми.

Прин­цип дей­ствия со­вре­мен­ных сол­неч­ных ба­та­рей со­хра­нил­ся, не­смот­ря на мно­го­лет­нюю ис­то­рию их су­ще­ство­ва­ния. Усо­вер­шен­ство­ва­нию под­верг­лась лишь кон­струк­ция и ма­те­ри­а­лы, ис­поль­зу­е­мые в про­из­вод­стве, бла­го­да­ря ко­то­рым про­из­во­ди­те­ли по­сте­пен­но уве­ли­чи­ва­ют такой важ­ный па­ра­метр, как ко­эф­фи­ци­ент фо­то­элек­три­че­ско­го пре­об­ра­зо­ва­ния или КПД устрой­ства. Стоит также ска­зать, что ве­ли­чи­на вы­ход­но­го тока и на­пря­же­ния сол­неч­ной ба­та­реи на­пря­мую за­ви­сит от уров­ня внеш­ней осве­щен­но­сти, ко­то­рый воз­дей­ству­ет на неё.

На кар­тин­ке выше можно ви­деть, что верх­ний слой p-n пе­ре­хо­да, ко­то­рый об­ла­да­ет из­быт­ком элек­тро­нов, со­еди­нен с ме­тал­ли­че­ски­ми пла­сти­на­ми, вы­пол­ня­ю­щи­ми роль по­ло­жи­тель­но­го элек­тро­да, про­пус­ка­ю­щи­ми свет и при­да­ю­щи­ми эле­мен­ту до­пол­ни­тель­ную жест­кость. Ниж­ний слой в кон­струк­ции сол­неч­ной ба­та­реи имеет не­до­ста­ток элек­тро­нов и к нему при­кле­е­на сплош­ная ме­тал­ли­че­ская пла­сти­на, вы­пол­ня­ю­щая функ­цию от­ри­ца­тель­но­го элек­тро­да.

Счи­та­ет­ся, что в иде­а­ле сол­неч­ная ба­та­рея имеет близ­кий к 20 % КПД. Од­на­ко на прак­ти­ке он при­мер­но равен всего 10 %, при том, что для каких сол­неч­ных ба­та­рей боль­ше, для каких то мень­ше. В ос­нов­ном это за­ви­сит от тех­но­ло­гии, по ко­то­рой вы­пол­нен p-n пе­ре­ход. Са­мы­ми хо­до­вы­ми и име­ю­щи­ми наи­боль­ший про­цент КПД про­дол­жа­ют яв­лять­ся сол­неч­ные ба­та­реи, из­го­тов­лен­ные на ос­но­ве мо­но­кри­стал­ла или по­ли­кри­стал­ла крем­ния. При­чем вто­рые из-за от­но­си­тель­ной де­ше­виз­ны ста­но­вят­ся все рас­про­стра­нен­нее. К ка­ко­му типу кон­струк­ции сол­неч­ная ба­та­рея от­но­сит­ся можно опре­де­лить не­во­ору­жен­ным гла­зом. Мо­но­кри­стал­ли­че­ские све­то­пре­об­ра­зо­ва­те­ли имеют ис­клю­чи­тель­но чёрно-серый цвет, а мо­де­ли на ос­но­ве по­ли­кри­стал­ла крем­ния вы­де­ля­ет синяя по­верх­ность. По­ли­кри­стал­ли­че­ские сол­неч­ные ба­та­реи, из­го­тав­ли­ва­е­мые ме­то­дом литья, ока­за­лись более де­ше­вы­ми в про­из­вод­стве. Од­на­ко и у поли- и мо­но­кри­стал­ли­че­ских пла­стин есть один не­до­ста­ток  — кон­струк­ции сол­неч­ных ба­та­рей на их ос­но­ве не об­ла­да­ют гиб­ко­стью, ко­то­рая в не­ко­то­рых слу­ча­ях не по­ме­ша­ет.

Си­ту­а­ция ме­ня­ет­ся с по­яв­ле­ни­ем в 1975 году сол­неч­ной ба­та­реи на ос­но­ве аморф­но­го крем­ния, ак­тив­ный эле­мент ко­то­рых имеет тол­щи­ну от 0,5 до 1 мкм, обес­пе­чи­вая им гиб­кость. Тол­щи­на обыч­ных крем­ни­е­вых эле­мен­тов до­сти­га­ет 300 мкм. Од­на­ко, не­смот­ря на све­то­по­гло­ща­е­мость аморф­но­го крем­ния, ко­то­рая при­мер­но в 20 раз выше, чем у обыч­но­го, эф­фек­тив­ность сол­неч­ных ба­та­рей та­ко­го типа, а имен­но КПД не пре­вы­ша­ет 12 %. Для моно- и по­ли­кри­стал­ли­че­ских ва­ри­ан­тов при всем этом он может до­сти­гать 17 % и 15 % со­от­вет­ствен­но.

Чи­стый крем­ний в про­из­вод­стве пла­стин для сол­неч­ных ба­та­рей прак­ти­че­ски не ис­поль­зу­ет­ся. Чаще всего в ка­че­стве при­ме­сей для из­го­тов­ле­ния пла­сти­ны, вы­ра­ба­ты­ва­ю­щей по­ло­жи­тель­ный заряд, ис­поль­зу­ет­ся бор, а для от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ных пла­стин мы­шьяк. Кроме них при про­из­вод­стве сол­неч­ных ба­та­рей все чаще ис­поль­зу­ют­ся такие ком­по­нен­ты, как ар­се­нид, гал­лий, медь, кад­мий, тел­лу­рид, селен и дру­гие. Бла­го­да­ря ним сол­неч­ные ба­та­реи ста­но­вят­ся менее чув­стви­тель­ны­ми к пе­ре­па­дам окру­жа­ю­щих тем­пе­ра­тур.

В со­вре­мен­ном мире от­дель­но от дру­гих устройств сол­неч­ные ба­та­реи ис­поль­зу­ют­ся все реже, чаще пред­став­ляя собой так на­зы­ва­е­мые си­сте­мы. Учи­ты­вая, что фо­то­элек­три­че­ские эле­мен­ты вы­ра­ба­ты­ва­ют элек­три­че­ский ток толь­ко при пря­мом воз­дей­ствии сол­неч­ных лучей или света, ночью или в пас­мур­ный день они ста­но­вят­ся прак­ти­че­ски бес­по­лез­ны­ми. С си­сте­ма­ми на сол­неч­ных ба­та­ре­ях всё иначе. Они обо­ру­до­ва­ны ак­ку­му­ля­то­ром, спо­соб­ным на­кап­ли­вать элек­три­че­ский ток днем, когда сол­неч­ная ба­та­рея его вы­ра­ба­ты­ва­ет, а ночью, на­коп­лен­ный заряд может от­да­вать по­тре­би­те­лям.

 

Вы­бе­ри­те из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два вер­ных утвер­жде­ния и за­пи­ши­те но­ме­ра, под ко­то­ры­ми они ука­за­ны.

 

1.  Пер­вые сол­неч­ные ба­та­реи по­яви­лись в 21 веке.

2.  КПД сол­неч­ной ба­та­реи 20%.

3.  Чаще всего в ка­че­стве при­ме­сей для из­го­тов­ле­ния пла­сти­ны, вы­ра­ба­ты­ва­ю­щей по­ло­жи­тель­ный заряд, ис­поль­зу­ет­ся бор, а для от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ных пла­стин мы­шьяк.

4.  Чаще всего в ка­че­стве при­ме­сей для из­го­тов­ле­ния от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ных пла­стин ис­поль­зу­ет­ся мы­шьяк.


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

16
Тип Д16 № 1770
i

Вставь­те в пред­ло­же­ние про­пу­щен­ные слова (со­че­та­ния слов), ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

 

Из при­ве­ден­ных в таб­ли­це ди­элек­три­ков самой ма­лень­кой ди­элек­три­че­ской про­ни­ца­е­мо­стью об­ла­да­ет _________. А самой наи­боль­шей может об­ла­дать  — ________.

 

В ответ за­пи­ши­те слова (со­че­та­ния слов) по по­ряд­ку, без до­пол­ни­тель­ных сим­во­лов.

 

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ны­ми на­зы­ва­ют­ся ве­ще­ства  — ди­элек­три­ки, об­ла­да­ю­щие ни­чтож­ной элек­три­че­ской про­во­ди­мо­стью, спо­соб­ные по­ля­ри­зо­вать­ся в элек­три­че­ском поле . В них воз­мож­но дли­тель­ное су­ще­ство­ва­ние элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля и на­коп­ле­ние по­тен­ци­аль­ной элек­три­че­ской энер­гии. У элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов же­ла­тель­ны боль­шое удель­ное объёмное со­про­тив­ле­ние(чет­вер­тый стол­бец в таб­ли­це), вы­со­кое про­бив­ную на­пря­жен­ность(вто­рой стол­бец в таб­ли­це), малый тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь и малая ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость(тре­тий стол­бец в таб­ли­це). Важно, чтобы вы­ше­пе­ре­чис­лен­ные па­ра­мет­ры были ста­биль­ны во вре­ме­ни и по тем­пе­ра­ту­ре, а ино­гда и по ча­сто­те элек­три­че­ско­го поля.

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ные ма­те­ри­а­лы можно под­раз­де­лить:

1.  Га­зо­об­раз­ные

2.  Жид­кие

3.  Твёрдые

По про­ис­хож­де­нию:

1.  При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские

2.  Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские

3.  Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские

4.  Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские

Га­зо­об­раз­ные. У всех га­зо­об­раз­ных элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость близ­ка к 1 и тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь так же мал, зато мало и на­пря­же­ние про­боя. Чаще всего в ка­че­стве га­зо­об­раз­но­го изо­ля­то­ра ис­поль­зу­ют воз­дух, од­на­ко в по­след­нее время всё боль­шее при­ме­не­ние на­хо­дит эле­газ (гек­сафто­рид серы, SF6), об­ла­да­ю­щий почти втрое бо́льшим на­пря­же­ни­ем про­боя и зна­чи­тель­но более вы­со­кой ду­го­га­си­тель­ной спо­соб­но­стью. Ино­гда для из­го­тов­ле­ния элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов при­ме­ня­ют со­че­та­ние га­зо­об­раз­ных и ор­га­ни­че­ских ма­те­ри­а­лов.

Жид­кие  — чаще всего ис­поль­зу­ют в транс­фор­ма­то­рах, вы­клю­ча­те­лях, ка­бе­лях, вво­дах для элек­три­че­ской изо­ля­ции и в кон­ден­са­то­рах. Причём в транс­фор­ма­то­рах эти ди­элек­три­ки яв­ля­ют­ся од­но­вре­мен­но и охла­жда­ю­щи­ми жид­ко­стя­ми, а в вы­клю­ча­те­лях − и как ду­го­га­ся­щая среда. В ка­че­стве жид­ких ди­элек­три­че­ских ма­те­ри­а­лов пре­жде всего ис­поль­зу­ет­ся транс­фор­ма­тор­ное масло, кон­ден­са­тор­ное масло, ка­сто­ро­вое масло, син­те­ти­че­ские жид­ко­сти ( со­втол ). При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские  — наи­бо­лее рас­про­странённый ма­те­ри­ал слюда, она об­ла­да­ет гиб­ко­стью при со­хра­не­нии проч­но­сти, хо­ро­шо рас­щеп­ля­ет­ся, что поз­во­ля­ет по­лу­чить тон­кие пла­сти­ны. Хи­ми­че­ски стой­ка и на­гре­во­стой­ка. В ка­че­стве элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ис­поль­зу­ют му­ско­вит и фло­го­пит, од­на­ко му­ско­вит всё же лучше.

Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские: хо­ро­шим со­про­тив­ле­ни­ем изо­ля­ции об­ла­да­ют ма­ло­ще­лоч­ные стёкла, стек­ло­во­лок­но, си­талл, но ос­нов­ным элек­тро­изо­ля­ци­он­ным ма­те­ри­а­лом всё же яв­ля­ет­ся фар­фор (по­ле­во­шпа­то­вая ке­ра­ми­ка). Эта ке­ра­ми­ка ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся для изо­ля­то­ров то­ко­не­су­щих про­во­дов вы­со­ко­го на­пря­же­ния, про­ход­ных изо­ля­то­ров, бу­шин­гов и т. д. Од­на­ко из-за вы­со­ко­го тан­ген­са ди­элек­три­че­ских по­терь не го­дит­ся для вы­со­ко­ча­стот­ных изо­ля­то­ров. Для дру­гих более узких задач ис­поль­зу­ет­ся ке­ра­ми­ка  — фор­сте­ри­то­вая, гли­нозёми­стая, кор­ди­ери­то­вая и т. д.

Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские: в по­след­нее время в связи с рас­ши­ре­ни­ем про­из­вод­ства син­те­ти­че­ских элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов их при­ме­не­ние со­кра­ща­ет­ся. Вы­де­лить можно сле­ду­ю­щие  — цел­лю­ло­за, па­ра­фин, пек, ка­у­чук, ян­тарь и дру­гие при­род­ные смолы, из жид­ких - ка­сто­ро­вое масло.

Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские: боль­шая часть дан­но­го ма­те­ри­а­ла при­хо­дит­ся на долю вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных хи­ми­че­ских со­еди­не­ний  — пласт­масс, а так же эла­сто­ме­ров. Су­ще­ству­ют так же син­те­ти­че­ские ди­элек­три­че­ские жид­ко­сти ( см. Со­втол ).

 

Ди­элек­трикEпр,
104 В/см
ερ υ,
Ом · м
Бу­ма­га, про­пи­тан­ная мас­лом100—2503,6
Воз­дух301
Ге­ти­накс100—1504—7108—1010
Ми­ка­нит150—4005—6109—1011
По­ли­ви­нил­хло­рид3253,21012
Ре­зи­на150—2003—61011—1012
Стек­ло100—1506—101012
Слюда500—10005,45 · 1011
Совол1505,31011—1012
Транс­фор­ма­тор­ное масло50—1802—2,55 · 1012—5 · 1013
Фар­фор150—2005,51012—1013
Элек­тро­кар­тон80—1203—5106—108

 

Смолы при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах  — это аморф­ные стек­ло­об­раз­ные массы. При на­гре­ве они раз­мяг­ча­ют­ся и ста­но­вят­ся пла­стич­ны­ми, а затем жид­ки­ми. Смолы не гиг­ро­ско­пич­ны и не рас­тво­ря­ют­ся в воде, но рас­тво­ря­ют­ся в спир­те и дру­гих рас­тво­ри­те­лях. Смолы яв­ля­ют­ся важ­ней­шей со­став­ной ча­стью мно­гих лаков, ком­паун­дов, пласт­масс, пле­нок. При­род­ные смолы  — это про­дукт жиз­не­де­я­тель­но­сти не­ко­то­рых на­се­ко­мых (на­при­мер, шел­лак) или рас­те­ний  — смо­ло­но­сов. Наи­боль­шее зна­че­ние имеют син­те­ти­че­ские смолы, на­при­мер по­ли­эти­лен, по­ли­ви­нил­хло­рид, ко­то­рые при­ме­ня­ют­ся для изо­ля­ции про­во­дов, ка­бе­лей, для за­щит­ных по­кры­тий, для из­го­тов­ле­ния лаков.


Ответ:

17
Тип Д17 № 722
i

Во сколь­ко раз удель­ное объ­ем­ное со­про­тив­ле­ние стек­ла боль­ше удель­но­го объ­ем­но­го со­про­тив­ле­ния слюды? При­ве­ди­те ответ с точ­но­стью до целых.

 

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ны­ми на­зы­ва­ют­ся ве­ще­ства  — ди­элек­три­ки, об­ла­да­ю­щие ни­чтож­ной элек­три­че­ской про­во­ди­мо­стью, спо­соб­ные по­ля­ри­зо­вать­ся в элек­три­че­ском поле. В них воз­мож­но дли­тель­ное су­ще­ство­ва­ние элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля и на­коп­ле­ние по­тен­ци­аль­ной элек­три­че­ской энер­гии. У элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов же­ла­тель­ны боль­шое удель­ное объёмное со­про­тив­ле­ние (чет­вер­тый стол­бец в таб­ли­це), вы­со­кое про­бив­ную на­пря­жен­ность (вто­рой стол­бец в таб­ли­це), малый тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь и малая ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость (тре­тий стол­бец в таб­ли­це). Важно, чтобы вы­ше­пе­ре­чис­лен­ные па­ра­мет­ры были ста­биль­ны во вре­ме­ни и по тем­пе­ра­ту­ре, а ино­гда и по ча­сто­те элек­три­че­ско­го поля.

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ные ма­те­ри­а­лы можно под­раз­де­лить:

1.  Га­зо­об­раз­ные

2.  Жид­кие

3.  Твёрдые

По про­ис­хож­де­нию:

1.  При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские

2.  Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские

3.  Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские

4.  Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские

Га­зо­об­раз­ные. У всех га­зо­об­раз­ных элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость близ­ка к 1 и тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь так же мал, зато мало и на­пря­же­ние про­боя. Чаще всего в ка­че­стве га­зо­об­раз­но­го изо­ля­то­ра ис­поль­зу­ют воз­дух, од­на­ко в по­след­нее время всё боль­шее при­ме­не­ние на­хо­дит эле­газ (гек­сафто­рид серы, SF6), об­ла­да­ю­щий почти втрое бо́льшим на­пря­же­ни­ем про­боя и зна­чи­тель­но более вы­со­кой ду­го­га­си­тель­ной спо­соб­но­стью. Ино­гда для из­го­тов­ле­ния элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов при­ме­ня­ют со­че­та­ние га­зо­об­раз­ных и ор­га­ни­че­ских ма­те­ри­а­лов.

Жид­кие  — чаще всего ис­поль­зу­ют в транс­фор­ма­то­рах, вы­клю­ча­те­лях, ка­бе­лях, вво­дах для элек­три­че­ской изо­ля­ции и в кон­ден­са­то­рах. Причём в транс­фор­ма­то­рах эти ди­элек­три­ки яв­ля­ют­ся од­но­вре­мен­но и охла­жда­ю­щи­ми жид­ко­стя­ми, а в вы­клю­ча­те­лях − и как ду­го­га­ся­щая среда. В ка­че­стве жид­ких ди­элек­три­че­ских ма­те­ри­а­лов пре­жде всего ис­поль­зу­ет­ся транс­фор­ма­тор­ное масло, кон­ден­са­тор­ное масло, ка­сто­ро­вое масло, син­те­ти­че­ские жид­ко­сти ( со­втол ). При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские  — наи­бо­лее рас­про­странённый ма­те­ри­ал слюда, она об­ла­да­ет гиб­ко­стью при со­хра­не­нии проч­но­сти, хо­ро­шо рас­щеп­ля­ет­ся, что поз­во­ля­ет по­лу­чить тон­кие пла­сти­ны. Хи­ми­че­ски стой­ка и на­гре­во­стой­ка. В ка­че­стве элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ис­поль­зу­ют му­ско­вит и фло­го­пит, од­на­ко му­ско­вит всё же лучше.

Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские: хо­ро­шим со­про­тив­ле­ни­ем изо­ля­ции об­ла­да­ют ма­ло­ще­лоч­ные стёкла, стек­ло­во­лок­но, си­талл, но ос­нов­ным элек­тро­изо­ля­ци­он­ным ма­те­ри­а­лом всё же яв­ля­ет­ся фар­фор (по­ле­во­шпа­то­вая ке­ра­ми­ка). Эта ке­ра­ми­ка ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся для изо­ля­то­ров то­ко­не­су­щих про­во­дов вы­со­ко­го на­пря­же­ния, про­ход­ных изо­ля­то­ров, бу­шин­гов и т. д. Од­на­ко из-за вы­со­ко­го тан­ген­са ди­элек­три­че­ских по­терь не го­дит­ся для вы­со­ко­ча­стот­ных изо­ля­то­ров. Для дру­гих более узких задач ис­поль­зу­ет­ся ке­ра­ми­ка  — фор­сте­ри­то­вая, гли­нозёми­стая, кор­ди­ери­то­вая и т. д.

Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские: в по­след­нее время в связи с рас­ши­ре­ни­ем про­из­вод­ства син­те­ти­че­ских элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов их при­ме­не­ние со­кра­ща­ет­ся. Вы­де­лить можно сле­ду­ю­щие  — цел­лю­ло­за, па­ра­фин, пек, ка­у­чук, ян­тарь и дру­гие при­род­ные смолы, из жид­ких - ка­сто­ро­вое масло.

Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские: боль­шая часть дан­но­го ма­те­ри­а­ла при­хо­дит­ся на долю вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных хи­ми­че­ских со­еди­не­ний  — пласт­масс, а так же эла­сто­ме­ров. Су­ще­ству­ют так же син­те­ти­че­ские ди­элек­три­че­ские жид­ко­сти (см. Со­втол).

 

Ди­элек­трикEпр,
104 В/см
ερ υ,
Ом · м
Бу­ма­га, про­пи­тан­ная мас­лом100—2503,6
Воз­дух301
Ге­ти­накс100—1504—7108—1010
Ми­ка­нит150—4005—6109—1011
По­ли­ви­нил­хло­рид3253,21012
Ре­зи­на150—2003—61011—1012
Стек­ло100—1506—101012
Слюда500—10005,45 · 1011
Совол1505,31011—1012
Транс­фор­ма­тор­ное масло50—1802—2,55 · 1012—5 · 1013
Фар­фор150—2005,51012—1013
Элек­тро­кар­тон80—1203—5106—108

 

Смолы при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах  — это аморф­ные стек­ло­об­раз­ные массы. При на­гре­ве они раз­мяг­ча­ют­ся и ста­но­вят­ся пла­стич­ны­ми, а затем жид­ки­ми. Смолы не гиг­ро­ско­пич­ны и не рас­тво­ря­ют­ся в воде, но рас­тво­ря­ют­ся в спир­те и дру­гих рас­тво­ри­те­лях. Смолы яв­ля­ют­ся важ­ней­шей со­став­ной ча­стью мно­гих лаков, ком­паун­дов, пласт­масс, пле­нок. При­род­ные смолы  — это про­дукт жиз­не­де­я­тель­но­сти не­ко­то­рых на­се­ко­мых (на­при­мер, шел­лак) или рас­те­ний  — смо­ло­но­сов. Наи­боль­шее зна­че­ние имеют син­те­ти­че­ские смолы, на­при­мер по­ли­эти­лен, по­ли­ви­нил­хло­рид, ко­то­рые при­ме­ня­ют­ся для изо­ля­ции про­во­дов, ка­бе­лей, для за­щит­ных по­кры­тий, для из­го­тов­ле­ния лаков.


Ответ:

18
Тип Д18 C9 № 723
i

Яв­ля­ет­ся ли воз­дух ди­элек­три­ком?

 

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ны­ми на­зы­ва­ют­ся ве­ще­ства  — ди­элек­три­ки, об­ла­да­ю­щие ни­чтож­ной элек­три­че­ской про­во­ди­мо­стью, спо­соб­ные по­ля­ри­зо­вать­ся в элек­три­че­ском поле . В них воз­мож­но дли­тель­ное су­ще­ство­ва­ние элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля и на­коп­ле­ние по­тен­ци­аль­ной элек­три­че­ской энер­гии. У элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов же­ла­тель­ны боль­шое удель­ное объёмное со­про­тив­ле­ние(чет­вер­тый стол­бец в таб­ли­це), вы­со­кое про­бив­ную на­пря­жен­ность(вто­рой стол­бец в таб­ли­це), малый тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь и малая ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость(тре­тий стол­бец в таб­ли­це). Важно, чтобы вы­ше­пе­ре­чис­лен­ные па­ра­мет­ры были ста­биль­ны во вре­ме­ни и по тем­пе­ра­ту­ре, а ино­гда и по ча­сто­те элек­три­че­ско­го поля.

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ные ма­те­ри­а­лы можно под­раз­де­лить:

1.  Га­зо­об­раз­ные

2.  Жид­кие

3.  Твёрдые

По про­ис­хож­де­нию:

1.  При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские

2.  Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские

3.  Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские

4.  Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские

Га­зо­об­раз­ные. У всех га­зо­об­раз­ных элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость близ­ка к 1 и тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь так же мал, зато мало и на­пря­же­ние про­боя. Чаще всего в ка­че­стве га­зо­об­раз­но­го изо­ля­то­ра ис­поль­зу­ют воз­дух, од­на­ко в по­след­нее время всё боль­шее при­ме­не­ние на­хо­дит эле­газ (гек­сафто­рид серы, SF6), об­ла­да­ю­щий почти втрое бо́льшим на­пря­же­ни­ем про­боя и зна­чи­тель­но более вы­со­кой ду­го­га­си­тель­ной спо­соб­но­стью. Ино­гда для из­го­тов­ле­ния элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов при­ме­ня­ют со­че­та­ние га­зо­об­раз­ных и ор­га­ни­че­ских ма­те­ри­а­лов.

Жид­кие  — чаще всего ис­поль­зу­ют в транс­фор­ма­то­рах, вы­клю­ча­те­лях, ка­бе­лях, вво­дах для элек­три­че­ской изо­ля­ции и в кон­ден­са­то­рах. Причём в транс­фор­ма­то­рах эти ди­элек­три­ки яв­ля­ют­ся од­но­вре­мен­но и охла­жда­ю­щи­ми жид­ко­стя­ми, а в вы­клю­ча­те­лях − и как ду­го­га­ся­щая среда. В ка­че­стве жид­ких ди­элек­три­че­ских ма­те­ри­а­лов пре­жде всего ис­поль­зу­ет­ся транс­фор­ма­тор­ное масло, кон­ден­са­тор­ное масло, ка­сто­ро­вое масло, син­те­ти­че­ские жид­ко­сти ( со­втол ). При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские  — наи­бо­лее рас­про­странённый ма­те­ри­ал слюда, она об­ла­да­ет гиб­ко­стью при со­хра­не­нии проч­но­сти, хо­ро­шо рас­щеп­ля­ет­ся, что поз­во­ля­ет по­лу­чить тон­кие пла­сти­ны. Хи­ми­че­ски стой­ка и на­гре­во­стой­ка. В ка­че­стве элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ис­поль­зу­ют му­ско­вит и фло­го­пит, од­на­ко му­ско­вит всё же лучше.

Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские: хо­ро­шим со­про­тив­ле­ни­ем изо­ля­ции об­ла­да­ют ма­ло­ще­лоч­ные стёкла, стек­ло­во­лок­но, си­талл, но ос­нов­ным элек­тро­изо­ля­ци­он­ным ма­те­ри­а­лом всё же яв­ля­ет­ся фар­фор (по­ле­во­шпа­то­вая ке­ра­ми­ка). Эта ке­ра­ми­ка ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся для изо­ля­то­ров то­ко­не­су­щих про­во­дов вы­со­ко­го на­пря­же­ния, про­ход­ных изо­ля­то­ров, бу­шин­гов и т. д. Од­на­ко из-за вы­со­ко­го тан­ген­са ди­элек­три­че­ских по­терь не го­дит­ся для вы­со­ко­ча­стот­ных изо­ля­то­ров. Для дру­гих более узких задач ис­поль­зу­ет­ся ке­ра­ми­ка  — фор­сте­ри­то­вая, гли­нозёми­стая, кор­ди­ери­то­вая и т. д.

Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские: в по­след­нее время в связи с рас­ши­ре­ни­ем про­из­вод­ства син­те­ти­че­ских элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов их при­ме­не­ние со­кра­ща­ет­ся. Вы­де­лить можно сле­ду­ю­щие  — цел­лю­ло­за, па­ра­фин, пек, ка­у­чук, ян­тарь и дру­гие при­род­ные смолы, из жид­ких - ка­сто­ро­вое масло.

Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские: боль­шая часть дан­но­го ма­те­ри­а­ла при­хо­дит­ся на долю вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных хи­ми­че­ских со­еди­не­ний  — пласт­масс, а так же эла­сто­ме­ров. Су­ще­ству­ют так же син­те­ти­че­ские ди­элек­три­че­ские жид­ко­сти ( см. Со­втол ).

 

Ди­элек­трикEпр,
104 В/см
ερ υ,
Ом · м
Бу­ма­га, про­пи­тан­ная мас­лом100—2503,6
Воз­дух301
Ге­ти­накс100—1504—7108—1010
Ми­ка­нит150—4005—6109—1011
По­ли­ви­нил­хло­рид3253,21012
Ре­зи­на150—2003—61011—1012
Стек­ло100—1506—101012
Слюда500—10005,45 · 1011
Совол1505,31011—1012
Транс­фор­ма­тор­ное масло50—1802—2,55 · 1012—5 · 1013
Фар­фор150—2005,51012—1013
Элек­тро­кар­тон80—1203—5106—108

 

Смолы при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах  — это аморф­ные стек­ло­об­раз­ные массы. При на­гре­ве они раз­мяг­ча­ют­ся и ста­но­вят­ся пла­стич­ны­ми, а затем жид­ки­ми. Смолы не гиг­ро­ско­пич­ны и не рас­тво­ря­ют­ся в воде, но рас­тво­ря­ют­ся в спир­те и дру­гих рас­тво­ри­те­лях. Смолы яв­ля­ют­ся важ­ней­шей со­став­ной ча­стью мно­гих лаков, ком­паун­дов, пласт­масс, пле­нок. При­род­ные смолы  — это про­дукт жиз­не­де­я­тель­но­сти не­ко­то­рых на­се­ко­мых (на­при­мер, шел­лак) или рас­те­ний  — смо­ло­но­сов. Наи­боль­шее зна­че­ние имеют син­те­ти­че­ские смолы, на­при­мер по­ли­эти­лен, по­ли­ви­нил­хло­рид, ко­то­рые при­ме­ня­ют­ся для изо­ля­ции про­во­дов, ка­бе­лей, для за­щит­ных по­кры­тий, для из­го­тов­ле­ния лаков.


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.
Завершить работу, свериться с ответами, увидеть решения.