Билет №1

1.Полупроводниковые материалы, PN- переход.

Ответ :

Полупроводники – это такие материалы, которые занимают промежуточное место по значению удельной проводимости между проводниками и диэлектриками.

Отличительной особенностью данных материалов является резкое изменение проводимости под действием температуры, освещенности, напряженности электрического поля.

К полупроводникам относятся как чистые элементы (Cr, Se, Ge), так и химические соединения (Cu₂O, TiC, GaSb, AsSb, AlSb, InAs).

Кристаллическая решетка построена по типу ковалентной связи, т.е. атомы имеют общие электроны.

Объяснение электропроводности полупроводников дает зонная теория твердых тел. Ее суть: в твердых телах электронные уровни существуют не по одному, а совокупностями или зонами энергетических уровней.

В любом электротехническом материале существует зона валентных электронов, которые связаны с атомами и зона проводимости, где электроны становятся свободными, не связанными с атомами и следовательно являются проводниками электрического тока.

В полупроводниках ток возникает тогда, когда часть электронов валентной зоны проходит в зону проводимости. Однако, чтобы такой переход осуществился, электроны должны преодолеть какой-то энергетический барьер ΔЕ, для чего электрону надо сообщить дополнительную энергию.

К настоящему времени существует около 12 полупроводниковых материалов.

Кристаллическая решетка построена по типу ковалентной связи, т.е. атомы имеют общие электроны.

Объяснение электропроводности полупроводников дает зонная теория твердых тел. Ее суть: в твердых телах электронные уровни существуют не по одному, а совокупностями или зонами энергетических уровней.

В любом электротехническом материале существует зона валентных электронов, которые связаны с атомами и зона проводимости, где электроны становятся свободными, не связанными с атомами и следовательно являются проводниками электрического тока.

В полупроводниках ток возникает тогда, когда часть электронов валентной зоны проходит в зону проводимости. Однако, чтобы такой переход осуществился, электроны должны преодолеть какой-то энергетический барьер ΔЕ, для чего электрону надо сообщить дополнительную энергию.

Запрещенная зона характеризуется количеством энергии, которую необходимо сообщить электрону, чтобы он из валентной зоны перешел в зону проводимости.

Запрещенная зона у полупроводников меньше, чем у диэлектриков, и на ее преодоление необходимо меньше энергии. Запрещенная зона у проводников практически отсутствует, поэтому электроны из валентной зоны легко переходят в зону проводимости и ограниченно передвигаются в пределах проводника, создавая электронную проводимость.

Электрон, получивший достаточную энергию для преодоления запрещенной зоны, переходит в зону проводимости и образует в валентной зоне дырку.

Если эта дырка будет занята другим электроном валентной зоны, то на листе, где был этот электрон образуется новая дырка. Происходит перемещение дырок эквивалентно перемещению пол-ного заряда. Образуется дырочная проводимость.

Полупроводники бывают с электронной или дырочной проводимостью

Полупроводники с преимущественно дырочной проводимостью называются полупроводниками р-типа.

Полупроводники с преимущественно электронной проводимостью называются полупроводниками n-типа.

Для увеличения электронной или дырочной проводимости в полупроводники вводят специальные примеси – инородные атомы.

Для получения полупроводников с электронной проводимостью в них вводят вещества с валентностью на 1 больше валентности основного полупроводника.

Для получения полупроводников с дырочной проводимостью (р-типа) в них вводят вещества с валентностью на 1 меньше валентности основного полупроводника, напрмиер Ge^IV→In^III

P-N переход образуются путем соединения в стык полупроводников с электронной (n) и дырочной (p) проводимостью, при этом на границе образуется p-n переход.

Если «+» подвести к области р-типа, а «-« к области n-типа (прямая полярность), то основные носители двигаются в направлении p-n перехода, легко переходят через него, образуя электрический ток. Если к области р-типа подвести «-«, а к области n-типа «+», то носители будут двигаться от направления p-n перехода и ток через p-n переход проходить не будет.

2.Вакуумные выключатели, их устройство, преимущества и недостатки.

Ответ:

Вакуумный выключатель — это коммутационный аппарат, применяемый для коммутации переменного электрического тока частотой 50 Гц номинального значения в силовых цепях высокого напряжения, а также для защиты оборудования от коротких замыканий.

Состоит их вакумной дугогасительной камеры ,подвижного и неподвижного силовых контактов и привода подвижного контакта

Основные преимущества вакуумных выключателей: отсутствие необходимости в замене и пополнении масла; высокая износостойкость при отключении как номинальных токов, так и токов КЗ; простота эксплуатации, снижение эксплуатационных затрат; бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные отсутствием внешних эффектов и выделений при отключении токов КЗ; сравнительно малые габариты и масса выключателей, небольшие динамические воздействия на конструкции при работе; легкая замена вакуумной дугогасительной камеры (ВДК) и ее произвольное положение при конструировании выключателя; высокое быстродействие выключателя; отсутствие загрязнения окружающей среды. К недостаткам можно отнести: трудность при создании и изготовлении, связанная со сложностью вакуумного производства; большие капитальные вложения, необходимые для осуществления технологии производства, и отсюда — высокая стоимость; возможность коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных токов; склонность материалов контактов к сварке в условиях глубокого вакуума.

3.Основные законы электротехники.

Ответ:

ЗАКОН ОМА(по имени немецкого физика Г.

ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА (по имени английского физика Дж.П.Джоуля и русского физика Э.Х.Ленца) – закон, характеризующий тепловое действие электрического тока.

Согласно закону, количество теплоты Q (в джоулях), выделяющейся в проводнике при прохождении по нему постоянного электрического тока, зависит от силы тока I (в амперах), сопротивления проводника R (в омах) и времени его прохождения t (в секундах): Q = I²Rt.

ЗАКОН КИРХГОФА (по имени немецкого физика Г.Р.Кирхгофа (1824-1887)) – два основных закона электрических цепей. Первый закон устанавливает связь между суммой токов, направленных к узлу соединения (положительные), и суммой токов, направленных от узла (отрицательные).

Алгебраическая сумма сил токов In, сходящихся в любой точке разветвления проводников (узле), равна нулю, т.е. SUMM(In)= 0. Например, для узла A можно записать: I1 + I2 = I3 + I4 или I1 + I2 – I3 – I4 = 0.

Узел тока

Второй закон устанавливает связь между суммой электродвижущих сил и суммой падений напряжений на сопротивлениях замкнутого контура электрической цепи. Токи, совпадающие с произвольно выбранным направлением обхода контура, считаются положительными, а не совпадающие – отрицательными.

Контур тока

Алгебраическая сумма мгновенных значений ЭДС всех источников напряжения в любом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме мгновенных значений падений напряжений на всех сопротивлениях того же контура SUMM(En)=SUMM(InRn). Переставив SUMM(InRn) в левую часть уравнения, получим SUMM(En) – SUMM(InRn) = 0. Алгебраическая сумма мгновенных значений напряжений на всех элементах замкнутого контура электрической цепи равна нулю.

Законы Кирхгофа

ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА один из основных законов электромагнитного поля. Устанавливает взаимосвязь между магнитной силой и величиной тока, проходящего через поверхность. Под полным током понимается алгебраическая сумма токов, пронизывающих поверхность, ограниченную замкнутым контуром.

Намагничивающая сила вдоль контура равна полному току, проходящему сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. В общем случае напряженность поля на различных участках магнитной линии может иметь разные значения, и тогда намагничивающая сила будет равна сумме намагничивающих сил каждой линии.

ЗАКОН ЛЕНЦА - основное правило, охватывающее все случаи электромагнитной индукции и позволяющее установить направление возникающей э.д.с. индукции.

Согласно закону Ленца это направление во всех случаях таково, что ток, созданный возникшей э.д.с., препятствует тем изменениям, которые вызвали появление э.д.с. индукции. Этот закон является качественной формулировкой закона сохранения энергии в применении к электромагнитной индукции.

ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, закон Фарадея – закон, устанавливающий взаимосвязь между магнитными и электрическими явлениями. ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. Величина ЭДС поля зависит от скорости изменения магнитного потока.

Закон электромагнитной индукции

ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ (по имени английского физика М.Фарадея (1791-1867)) – основные законы электролиза.

Устанавливают взаимосвязь между количеством электричества, проходящего через электропроводящий раствор (электролит), и количеством вещества, выделяющегося на электродах.

При пропускании через электролит постоянного тока I в течение секунды q = It, m = kIt.

Второй закон ФАРАДЕЯ: электрохимические эквиваленты элементов прямо пропорциональны их химическим эквивалентам.

ПРАВИЛО БУРАВЧИКА — правило, позволяющее определить направление магнитного поля, зависящее от направления электрического тока.

Как работает правило буравчика в электротехнике

Правило буравчика

ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ — правило, позволяющее определить направление электромагнитной силы. Если ладонь левой руки расположена так, что вектор магнитной индукции входит в нее (вытянутые четыре пальца совпадают с направлением тока), то отогнутый под прямым углом большой палец левой руки показывает направление электромагнитной силы.

Правило левой руки

ПРАВИЛО ПРАВОЙ РУКИ — правило, позволяющее определить направление наведенной эдс электромагнитной индукции. Ладонь правой руки располагают так, чтобы магнитные линии входили в нее. Отогнутый под прямым углом большой палец совмещают с направлением движения проводника. Вытянутые четыре пальца укажут направление индуктированной эдс.

Правило правой руки

4.Выполнение работ по распоряжению и в порядке текущей эксплуатации.

Ответ:

Распоряжение - это задание на производство работы, определяющее ее содержание, место, время, меры безопасности (если они требуются) и лиц, которым поручено ее выполнение. Распоряжение может быть передано непосредственно или с помощью средств связи с последующей записью в оперативном журнале.

Распоряжение на производство работ имеет разовый характер, срок его действия определяется продолжительностью рабочего дня исполнителей. При необходимости повторения или продолжения работы при изменении ее условий или состава бригады распоряжение отдается заново с оформлением в оперативном журнале.

Лицо, отдающее распоряжение, назначает производителя работ (наблюдающего), определяет возможность безопасного проведения работ и указывает необходимые для этого технические и организационные мероприятия.

Распоряжение записывает в оперативный журнал отдающее его лицо или оперативный персонал по его указанию, принятому непосредственно или с помощью средств связи. Распоряжение, отдаваемые самим оперативным персоналом, также записывается в оперативный журнал. В оперативном журнале указывается: кем отдано распоряжение, содержание и место работы, категория производства работ в отношении мер безопасности, перечень технических и организационных мероприятий, время выполнения работы, фамилии, инициалы, группы по электробезопасности производителя работ (наблюдающего) и членов бригады. Изменение в процессе работы состава бригады, работающей по распоряжению, запрещается.

Оперативный персонал доводит до сведения производителя работ распоряжение и после подтверждения готовности к проведению работ осуществляет подготовку рабочего места (если это требуется) и делает запись в оперативном журнале о выполнении всех технических мероприятий, обеспечивающих безопасность производства работ.

До начала работы производитель работ принимает рабочее место и расписывается в оперативном журнале о принятии распоряжения к исполнению с указанием времени начала работ.

К работам, выполняемым по распоряжению в течение одной смены без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, относится:

уборка коридоров и служебных помещений, ЗРУ до постоянного ограждения, помещений щитов управления, в том числе уборка за панелями релейной, измерительной и прочей аппаратуры:

уборка и благоустройство территории ОРУ;

ремонт осветительной аппаратуры и замена ламп, расположенных вне камер и ячеек (при снятии напряжения с участка осветительной сети, на котором проводятся работы); ремонт аппаратуры связи; уход за щетками электродвигателей и их замена;

уход за кольцами и коллекторами электрических машин, возоб-новление надписей на кожухах оборудования и ограждениях;

ремонт строительной части зданий ЗРУ, ремонт дорог, перекрытий кабельных каналов на территории ОРУ;

надзор за сушкой временно выведенных из схемы трансформаторов и другого оборудования, обслуживание маслоочистительной аппаратуры;

проверка воздухоосушительных фильтров и замена в них сорбентов.

Все эти работы может выполнять единолично лицо из элек-тротехнического персонала с группой не ниже III.

К работам, выполняемым по распоряжению в течение одной смены со снятием напряжения относятся: ремонт магнитных пускателей, пусковых кнопок, автоматических выключателей, рубильников, реостатов, контакторов и аналогичной пусковой и коммутационной аппаратуры при условии установки ее вне щитов и сборок; ремонт отдельных электроприемников (электродвигателей, электрокалориферов и т.п.), отдельно расположенных магнитных станций и блоков управления; смена предохранителей; ремонт осветительной проводки, работы, выполняемые в электроустановках с односторонним питанием.

Эти работы должны выполнять два лица из ремонтного персонала, одно с группой не ниже III, другое - не ниже II. В отдельных случаях с ведома отдающего распоряжение допускается выполнять эти работы одному лицу из ремонтного персонала с группой не ниже III. Оперативно-ремонтным персоналом эти работы выполняются в порядке текущей эксплуатации.

Перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации, составляется ответственным за электрохозяйство и утверждается главным инженером предприятия. В перечень вносятся работы в соответствии с ПТБ и применительно к местным условиям. Виды работ, внесенные в перечень, являются постоянно разрешенными работами, на которые не требуется оформление каких-либо дополнительных распоряжений.

Текущая эксплуатация - это проведение оперативным (оперативно-ремонтным) персоналом самостоятельно на закрепленным за ним участке в течение одной смены работ по перечню, утвержденному главным инженером предприятия, с последующей записью в оперативном журнале.

5.Законодательство об охране труда в РФ.

Ответ:

Специальные нормативно-правовые акты,законы, направленные на контролирование процессов деятельности труда в различных сферах, а также обеспечивающие сохранность здоровья граждан РФ, называются правилами охраны труда.

Правовая основа охраны труда в России заложена в Конституции РФ, Федеральном законе от 17.07.99 №181-ФЗ: «Об основах труда в Российской Федерации» (Основы) и Трудовом Кодексе РФ (принятом Государственной Думой 21.12.2001 года).

Гарантии осуществления права трудящихся на охрану труда и обеспечение единого порядка регулирования отношений в области охраны труда между работодателями и работниками на предприятиях, в учреждениях и организациях всех форм собственности независимо от сферы хозяйственной деятельности и ведомственной подчиненности устанавливаются Основами Законодательства Российской Федерации об охране труда, направленными на создание условий труда, отвечающих требованиям сохранения жизни и здоровья работника в процессе трудовой деятельности и в связи с ней.

6. Что является главной целью Политики в области качества.