Статья ПРИМЕНЕНИЕ ФИЗИКИ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРИКА

ПРИМЕНЕНИЕ ФИЗИКИ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРИКА

Автор: Капустин Игорь Евгеньевич

ГПОУ «Донецкий политехнический техникум».

Руководитель: Хафизова Светлана Николаевна, преподаватель физики.

Аннотация. Автором рассматривается применение законов физики в профессиональной деятельности электрика. В работе представлены примеры, которые позволяют сделать вывод, что без базовых знаний по физике нельзя стать хорошим специалистом. В качестве примеров приводятся физические законы: закон Ома для участка цепи, закон Джоуля-Ленца; свойства проводников и полупроводников; роль заземления в доме и нагрузки в электрической цепи; назначение монтажных схем; расчет величины тока по мощности и напряжению.

  Ключевые слова: электрик, физика, законы.

Физика – это наука о природе. Она изучает механические, электрические, магнитные, тепловые, звуковые и световые явления. Физику называют «фундаментальной наукой». Поэтому ее законы используются практически во всех областях, связанных с техникой, а также в электронике и электротехнике, оптике, астрономии, геодезии, медицине, строительстве.

Выбор профессии -  очень сложное дело, которое определяет будущее человека. Поэтому к данному вопросу необходимо подходить с ответственностью. Так получилось, что профессия, связанная с электричеством, стала интересовать меня с детства. Хочу рассказать о физике в профессии электрика.

Данная профессия возникла достаточно давно - в конце 19 столетия. В общем, тогда, когда мир узнал об электрической энергии, а сегодня «электрическая сила» стала на службу людям. Её эффективное, безопасное использование — заслуга квалифицированных специалистов-электриков. Именно они помогают проводить «волшебный свет» в наши дома, привнося в них комфорт и уют. От мастеров своего дела зависит безопасность, эффективность работы всех производств, частных компаний, офисов, жилых объектов. Строя дом, необходимо проложить электрические цепи, подключить внутреннюю разводку, обеспечить работу всех электрических устройств. Собирая или ремонтируя автомобиль, надо знать все тонкости электрической части. Эксплуатация любого предприятия не возможна без слесарей- электриков, обслуживающих оборудование. И так можно перечислять до бесконечности, и везде требуется специалист, который разберется, подключит и исправит [1].

Электрик должен обладать базовыми знаниями по физике, математике, механике, черчению, уметь читать схемы и чертежи, применять формулы. Также он обязан знать устройство и технические характеристики приборов, которые обслуживает, владеть методикой диагностики и ремонта.

Электрик должен знать технику безопасности и уметь оказывать первую медицинскую помощь при поражении током и др. травмах. Ежедневно он сталкивается со всем спектром опасностей, которые таит в себе высокое напряжение.

Итак, рассмотрим применение физики в профессии электрика. Начну с закона Ома для участка цепи. Это самый основной, на мой взгляд, закон, который должен знать каждый электрик. Знание этого закона позволит нам беспрепятственно и безошибочно определять значения силы тока, напряжения (разности потенциалов) и сопротивления на участке цепи.

В повседневной жизни многие слышали такие загадочные слова, как: одна фаза, три фазы, ноль, заземление или земля и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают и какое отношение имеют к окружающей действительности. Тем не менее знать это надо обязательно. Давайте разберемся.

Допустим, в работе электродвигателя стиральной машины возникла небольшая поломка, и часть электрического тока попадает на внешнюю металлическую оболочку прибора. Если заземления нет, этот заряд так и будет блуждать по стиральной машине. Когда человек прикоснется к ней, он моментально станет самым удобным выходом для данной энергии, то есть получит удар током (рис.1). При наличии провода заземления в этой ситуации излишний заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. Итак, ситуация, когда в доме нет заземления, небезопасна.

Из курса физики нам известно, что для обеспечения нормальной работы какого-либо электротехнического устройства создается электрическая цепь. Электрическая цепь представляет собой совокупность устройств, соединенных определенным образом, которые обеспечивают путь для протекания электрического тока. Элементами электрической цепи являются: источник тока, нагрузка и проводники. Простейшая электрическая цепь показана на рисунке 2. Нагрузкой в электрической цепи считается любой потребитель электрической энергии. Нагрузка оказывает сопротивление электрическому току, и от величины сопротивления нагрузки зависит сила тока. Ток от источника к нагрузке течет по проводникам, в качестве которых стараются использовать материалы с наименьшим сопротивлением (медь, серебро, золото) [2].

Важно, что для протекания тока в цепи, цепь должна быть замкнута!

Для того, чтобы правильно проанализировать и произвести расчет электрических цепей, составляются графические схемы, в которых указываются элементы в виде условных обозначений и все виды их соединений. Схема, приведенная на рисунке 3, отображает самую простую цепь, обеспечивающую работу аппаратуры освещения. Здесь электроэнергия поступает из источника (Е), имеющего внутреннее сопротивление (). С помощью реостата (R) и вспомогательных элементов электроэнергия передается к потребителям, в данном случае – это лампочки EL1и EL2 [3].

Если в цепи есть ток (рис.4), провода, составляющие цепь, нагреваются. Нагревание проводов, предназначенных, например, для осветительной сети, должно быть невелико, так как иначе может разрушиться их изоляция и даже произойти пожар. Таким образом, закон Джоуля-Ленца широко можно использовать для расчетов установок электрического освещения, различных отопительных и нагревательных приборов, а также других устройств, связанных с преобразованием электрической энергии в тепловую.

Перед прокладкой электрических сетей в доме или квартире в обязательном порядке составляется монтажная схема. Кроме кабельных линий, в ней наносится множество других условных знаков. Поскольку большинство монтажных работ может быть выполнено самостоятельно, необходимо правильно читать и расшифровывать обозначения на электрических схемах розеток, выключателей, лампочек и других элементов.

На стадии проектирования электрических сетей объекта выполняется расчет величины тока по мощности и напряжению. Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Для расчетов силы тока используется значение напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов. В соответствии с величиной силы тока выбирается сечение жил кабелей и проводов. Измерение силы тока производится в амперах. Для расчетов с применением мощности и напряжения используется формула I = P/U, в которой P является мощностью или полной электрической нагрузкой, измеряемой в ваттах. Данный параметр обязательно заносится в технический паспорт устройства. U – представляет собой напряжение рассчитываемой сети, измеряемое в вольтах.

В электронных приборах используются самые разные материалы. Основными элементами, применяемыми для этих устройств, является проводниковая и полупроводниковая продукция. Для более эффективного их использования, необходимо точно знать, чем отличаются проводники от полупроводников. Свойства каждого элемента, применяемые в комплексе, позволяют создавать приборы, обладающие уникальными качествами и характеристиками.

Все рассмотренные мной примеры позволяют сделать вывод, что без базовых знаний по физике нельзя стать хорошим специалистом. А ведь сегодня профессия электрика очень востребована и важна. Именно от мастерства и умения электриков зависит наш домашний комфорт, безопасность работы предприятий, эффективность производственных процессов. Наверняка многим жителям любого населенного пункта приходилось пользоваться услугами электрика. Даже, казалось бы, самая элементарная поломка выключателя или розетки в квартире или доме может представлять опасность для жителей. Короткое замыкание и пожар часто происходят именно по вине неисправности электроприборов.

Однако, есть и минусы в данной профессии. Главный из них, на мой взгляд, – огромная ответственность, ведь в руках электрика находятся жизни множества людей. Несоблюдение правил безопасности может привести к аварии, а такая ситуация на производстве чревата большими потерями.

Мы видим, что профессия электрика очень важная, интересная и без применения основных законов электричества не обойтись. Поэтому я выбрал профессию электрика.

Библиография:

1. Кляйн Р.Я. Электрические и электронные аппараты. Часть 4. Исследование силовых электронных аппаратов. Учебное пособие. - Томск, ТПУ, 2011. - 128 с.

2. Лакота О.Б. Электрические и электронные аппараты. Учебное пособие. Санкт-Петербургский горный ин-т. СПб, 2012. - 57 с.

3. Тимофеев А.С. Электронные и электрические аппараты. Часть 1. Учебное пособие. СибГИУ. – Новокузнецк, 2015. - 149 c.

Скачано с www.znanio.ru