«Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ)»

Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ)

Элагабал

Элагаба'л, Гелиогабал (Heliogabalus) (императорское имя — Цезарь Марк Аврелий Антонин Август) (204—222), римский император с 218. В 217 стал жрецом сирийского бога Элагабала в г. Эмеса (Сирия), где родился (отсюда его имя). Э. был провозглашен императором легионами, находившимися в Сирии. В Риме Э. воздвиг храм богу Элагабалу на Палатине, намереваясь провозгласить его верховным богом римского государства. Расточительность и распутство Э. вызвали мощный протест среди военных и других слоев населения; Э. был убит преторианцами .

(обратно)

Элам

Эла'м, древнее государство (3-е тыс. — сер. 6 в. до н. э.), располагавшееся к В. от нижнего течения Тигра, в юго-западной части Иранского плоскогорья (территории современных иранских областей Хузистан и Луристан). Наиболее значительными областями Э. были Барахши, Симашки, Аншан (Анзан); городами — Аван, Сузы — столица Э., Адамдун. Э. представлял собой раннерабовладельческое государство. В храмовом и царском хозяйствах, а также в домашних общинах со 2-го тыс. был распространён труд рабов.

  В 3-м тыс. происходили частые столкновения эламитов с государствами Двуречья. Во 2-й половине 3-го тыс. Э. неоднократно попадал под власть Аккада . Самостоятельность он приобрёл при последнем царе из династии Авана Пузур-Иншушинаке, который был первым царём объединённого царства Э. (23—22 вв.). После кратковременного господства гутиев (кутиев) в конце 3-го тыс. верховная власть над Э. оказалась у царей рода Симашки, которые сначала находились в зависимости от правителей III династии Ура (около 21 в.). Однако Э. не только вскоре освободился от этой зависимости, но эламиты даже ненадолго обосновались в южном Двуречье — в царстве Ларса. Последний царь из династии Симашки был свергнут Эпарти (середина 19 в.), основавшим новую династию из Аншана. В период правления царей из династии Аншана (1-я половина 2-го тыс.) и раньше в Э. существовала система правления, допускавшая двоевластие, порой троевластие. Временами правители Э. создавали сильное централизованное государство, соперничавшее с государствами Двуречья. Во 2-й половине 14 в. Э. был завоёван касситами. При царе Унташ-Напирише (1275—1240) Э. освободился от касситской зависимости, и при Китен-Хутране (около 1237—1205) эламиты стали вторгаться в касситскую Вавилонию. Политический подъём начался с правления Шутрук-Наххунте 1 (около 1185—1155), положившего конец касситской династии в Вавилонии (около 1155). Территория Э. была значительно расширена царём Шилхак-Иншушинаком (1150—1120). В конце 12 в. Э. вынужден был уступить Вавилонии господствующее положение над южным Двуречьем. История Э. последующих веков неизвестна. В 8—7 вв. цари Э. находились в союзе с Вавилонией и вели совместную борьбу против Ассирии. Ашшурбанипал в 639 подчинил страну, однако господство Ассирии продолжалось недолго (в конце 7 в. Ассирия перестала существовать). Э., раздираемый внутренними политическими противоречиями, в начале 6 в. до н. э. был завоёван Мидией, затем — персами.

  История художественной культуры Э. тесно связана с искусством стран Двуречья. Среди памятников 4-го — середины 3-го тыс. до н. э. (найденных главным образом в Сузах) — вылепленные от руки керамические сосуды, украшенные чёрной геометризованной росписью, отличающейся строгим изяществом композиций, плоские печати. К памятникам 2-го тыс. до н. э. относятся остатки комплекса культовых и светских построек в Дур-Унташе, наскальные рельефы на скале Куранган к С.-3. от Шираза, выразительные стелы с рельефами, керамика, цилиндрические печати, глиняная и бронзовая мелкая пластика.

  Лит.: Юсифов Ю. Б., Элам. Социально-экономическая история, М., 1968; König F., Die elamischen Königsinschriften, Graz, 1965; Cameron G. G., History of early Iran, Chi., 1936; Hinz W., Das Reich Elam, Stuttg., 1964; Labat R., Elam, 1600—1200 В. С., Camb., 1963; его же, Elam and western Persia, c. 1200—1000 В. С., Camb., 1964; Porada E., Iran ancien. L'art a l'epoque preislamique, P., 1963.

  Ю. Б. Юсифов.

Элам.

(обратно)

Эламский язык

Эла'мский язы'к, язык народа, населявшего древнее государство Элам . Родство Э. я. с другими языками до сих пор не установлено, хотя наиболее плодотворным, по-видимому, является исследование эламо-дравидийских связей. Первые памятники Э. я. (30—22 вв. до н. э.; древнеэламский период) записаны т. н. «протоэламитским» письмом, имевшим ярко выраженный пиктографический характер (см. Пиктографическое письмо ). Эта письменность не дешифрована. В конце данного периода для Э. я. стала применяться аккадская клинопись. От древнеэламского периода сохранилась одна надпись на стеле Нарамсина (23 в. до н. э.). Известны также памятники среднеэламского периода (14—12 вв. до н. э.), среди них несколько аккадо-эламских билингв. Памятники 8 в. до н. э., в отличие от памятников предыдущих периодов, весьма разнообразны в жанровом отношении. Типологически Э. я. относится к агглютинативным языкам. В империи Ахеменидов Э. я. был официальным языком, и наиболее обширные его памятники относятся к этому времени. Однако язык ахеменидских надписей подвергся сильнейшему влиянию древнеперсидского языка, что отражается в лексике, синтаксисе, стиле, наличии многочисленных калек и т. д.

  Лит.: Дьяконов И. М., Языки древней Передней Азии, М., 1967; Reiner E., The Elamite language, в кн.: Handbuch der Orientalistik, Altkleinasiatische Sprachen, Leiden/Köln, 1969.

  А. А. Королев.

(обратно)

Эланд

Э'ланд (Öland), остров в Балтийском море, территория Швеции. Длина 136 км, наибольшая ширина 16 км. Площадь 1342 км 2 . Население 21,2 тыс. человек (1974). Отделен от материка проливом Кальмарсунд, через который построен автомобильный мост (длиной свыше 6 км ). Известняковое плато (высота до 57 м ) местами перекрыто моренными отложениями; развит карст. Широколиственные (дуб, ясень) и сосновые леса, верещатники. Посевы ржи, сахарной свёклы, животноводство. На Э. — г. Боргхольм.

(обратно)

Элар

Эла'р, село (с 1963 — г. Абовян, Армянской ССР), у которого раскопаны поселение (1927—28) и могильник (1960—62, исследовано 17 погребений), относящиеся к позднему этапу куро-араксского энеолита (конец 3-го тыс. до н. э.). На поселении открыты остатки круглых в плане жилищ, большие зерновые ямы с зёрнами пшеницы, целые костяки домашних животных. Захоронения в каменных ящиках и глинобитных камерах (костяки лежали в скорченном положении на правом боку); инвентарь — глиняные чернолощеные сосуды, различные украшения, костяные и металлические изделия.

  Лит.: Пиотровский Б. Б., Поселения медного века в Армении, в сборнике: Советская археология, в. 11, М. — Л., 1949; Ханзадян Э. В., Культура Армянского нагорья в III тыс. до н. э., Ер.,1967,

  Р. М. Мунчаев.

(обратно)

ЭЛАС

ЭЛАС (сокр. от Hellenikos Laikos Apeleuthcrotikos Stratos — Греческая народно-освободительная армия), вооруженные силы Движения Сопротивления в Греции в годы 2-й мировой войны 1939—45. Создана по решению ЦК ЭАМ в декабре 1941 на базе действовавших в Греции партизанских отрядов. В учредительной декларации (16 февраля 1942) указывалось, что целью ЭЛАС является освобождение страны от немецко-фашистских оккупантов, защита завоеваний народа и его свобод. К осени 1943 ЭЛАС освободила около 1 /3 территории, к концу октября 1944 (численность ЭЛАС — 77 тыс. солдат и офицеров на действительной службе, 50 тыс. резервистов, 6 тыс. человек в национальной милиции) — всю территорию Греции. В результате перехода (после Ливанского соглашения 1944 ) власти в стране к антидемократическим силам и вооруженного вмешательства английских войск (декабрь 1944) во внутренние дела Греции ЭЛАС по условиям Варкизского соглашения была 28 февраля 1945 расформирована.

(обратно)

Эласмотерий

Эласмоте'рий (Elasmotherium), род ископаемых носорогов. Жили в плейстоцене. Длина тела до 4,5 м, высота в холке около 2 м. Череп с сильно заострёнными впереди носовыми костями. Глазницы широко расставлены, лобная часть черепа в виде большого купола, покрытого толстой кожей; возможно, на ней имелся крупный рог. Резцы и клыки отсутствуют. Предкоренные и коренные зубы (по 5—6 в каждой половине челюсти) очень высокие, гипселодонтные, со сложными складками эмали. Конечности трёхпалые. Жили, вероятно, в степи, в речных долинах и по берегам озёр; питались сравнительно жёсткой растительностью. Были широко распространены на юге Сибири и Европейской части СССР, где многочисленны их остатки.

Эласмотерии (реконструкция).

(обратно)

Эластаза

Эласта'за, фермент класса гидролаз, вырабатываемый поджелудочной железой животных и человека; катализирует расщепление пептидных связей в белках, главным образом между остатками нейтральных аминокислот. Особенно активен в отношении эластина . Выделяется в форме неактивной проэластазы, которая под действием фермента трипсина превращается в Э. Обнаружена у некоторых бактерий.

(обратно)

Эластик

Эла'стик (от греч. elastos — гибкий, тягучий), текстурированные нити , обладающие большой (до 400%) упругой растяжимостью, повышенным удельным объёмом, спиралеобразной извитостью и пушистостью. Э. вырабатывают из синтетических, преимущественно полиамидных и полиэфирных комплексных нитей, которые закручивают (до 2500—5000 кручений/м ) и подвергают тепловой обработке с последующим охлаждением, чтобы зафиксировать структуру нити, полученную при кручении. Термостабилизированные нити раскручивают. После чего одиночные нити, получившие левую и правую крутки, сдваивают и подкручивают (50—100 кручений/м ). Э. производят на машинах непрерывного действия. Он идёт на изготовление чулочно-носочных и спортивных изделий, платьевых, блузочных и других тканей. Изделия из Э. обладают повышенной формоустойчивостью, способностью впитывать влагу, хорошими теплозащитными свойствами и т. д. За рубежом аналогичные нити вырабатывают под названием хеланка, флуфлон, суперлофт, эластиш и др.

  Лит.: Усенко В. А., Переработка химических волокон, М., 1975.

  В. А. Усенко.

(обратно)

Эластин

Эласти'н, белок из группы склеропротеинов , составляет основную массу эластичных волокон соединительной ткани. Особенно богаты Э. шейные связки, стенки аорты (до 40% на сухую массу); в ткани лёгких количество Э. увеличивается с возрастом от 0,05 до 15% (на сухую массу). Э. нерастворим в воде, разбавленных растворах солей, кислот и щелочей даже при нагревании. В Э. велико количество аминокислотных остатков с неполярными боковыми группами, что, по-видимому, обусловливает высокую эластичность его волокон. Подобно коллагену, Э. богат глицином и пролином.

  Э. трудно поддаётся расщеплению протеолитическими ферментами; в пищеварительном тракте переваривается главным образом под влиянием фермента эластазы . Э. обнаружен у всех позвоночных, кроме круглоротых; у беспозвоночных отсутствует.

  Лит.: Гауровиц Ф., Химия и функции белков, пер. с англ., 2 изд., М., 1965; Elastin and Elastic tissue, N. Y. — L., 1977.

(обратно)

Эластические волокна

Эласти'ческие воло'кна, один из видов волокон межклеточного вещества соединительной ткани . Э. в. — длинные, толщиной не более 2—3 мкм однородные нити. Переплетаются и ветвятся в виде тонкой сети, сильно преломляют свет. Состоят из прочного, не разрушающегося при кипячении, эластичного белка эластина. Э. в. имеются в стенках кровеносных сосудов, эластическом хряще, рыхлой соединительной ткани и др.

(обратно)

Эластичность потребления и спроса

Эласти'чность потребле'ния и спро'са, термин, которым в экономической литературе принято обозначать способность спроса или потребления изменяться в определённых границах под влиянием ряда экономических факторов. К. Маркс, отмечая, что на стороне спроса имеется определённая общественная потребность данной величины, указывал на её чрезвычайную эластичность: «она только кажется фиксированной. Если бы жизненные средства были дешевле или денежная заработная плата была бы выше, то рабочие покупали бы их больше, и обнаружилась бы более значительная «общественная потребность» в данных видах товаров...» (Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 25, ч. 1, с. 206).

  Родоначальником создания инструментария для определения Э. п. и с. в буржуазной экономической науке считают английского экономиста А. Маршалла , который в конце 19 в. разработал математический аппарат для анализа зависимости спроса от цен и доходов, а также предложения товаров от цен. В дальнейшем эти идеи были развиты Дж. Р. Хиксом, П. Сэмюэлсоном и др.

  Учёт Э. п. и с. имеет важное значение в практике социалистического планирования. По мере развития общественного производства и роста народного благосостояния под влиянием различных социально-экономических факторов в уровне и структуре личного потребления, розничном товарообороте происходят постоянные изменения, которые должны учитываться при планировании производства и потребления товаров. В процессе разработки планов возникает необходимость количественного измерения и выражения в определённых показателях зависимости спроса и потребления от ряда экономических факторов. Эта зависимость выражается коэффициентом Э. п. и с.

  В советской экономической литературе наибольшее распространение получило исчисление коэффициентов Э. п. и с. от дохода и цены, показывающих, на сколько процентов изменится спрос (потребление) при изменении этих факторов на 1%. Если, например, коэффициент эластичности спроса на хлеб от дохода составляет 0,6, то увеличение среднедушевого дохода на 10% приведёт к росту спроса населения на хлеб на 6%. Коэффициент эластичности спроса от дохода определяется по формуле:

где Э — коэффициент эластичности; Dy — прирост спроса на душу населения; Dx — прирост дохода на душу населения; х — среднедушевой доход в базисном году; у — среднедушевой спрос в базисном году. Как правило, коэффициенты эластичности спроса определяются по данным торговой статистики, коэффициенты эластичности потребления — бюджетной статистики.

  Другим методом является исчисление коэффициента эластичности на основе подбора функции, описывающей графически линию развития спроса на исследуемый товар. В этом случае исчислению коэффициента эластичности предшествует подбор и анализ уравнений простой или множественной регрессии. По наиболее часто применяющимся уравнениям простой регрессии выведены специальные формулы для расчёта коэффициентов эластичности. Так, формулой для расчёта коэффициента Э. п. и с. в уравнении прямой у = а + bx будет   и т. д. Однако при простой регрессии отражается влияние только одного фактора. В действительности, на спрос (потребление) одновременное воздействие оказывают несколько факторов. В этих случаях используются методы расчёта частных коэффициентов эластичности (иногда их называют чистыми коэффициентами) по уравнениям множественной регрессии. Если, например, развитие спроса на какой-либо товар находится в линейной зависимости от дохода, цены и размера семьи, то производится поочерёдный расчёт частного коэффициента Э. п. и с. от каждого отдельного фактора при элиминировании двух других.

  Лит.: Маркс К., Капитал, т. 3, Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 25, ч. 1; Корженевский И, И., Основные закономерности развития спроса в СССР, 2 изд., М., 1971; Маслов П. П., Измерение потребительского спроса, М., 1971; Крутиков Ф. А., Изучение рынка товаров народного потребления, М., 1972; Столмов Л. Ф., Изучение и прогнозирование покупательского спроса, М., 1972.

  Ю. К. Твилдиани.

(обратно)

Эластомеры

Эластоме'ры, полимеры, способные к большим обратимым, так называемым высокоэластическим, деформациям в широком диапазоне температур (для большинства Э. — от —60 до 200 °С). Типичные представители Э. — каучуки и резины на их основе. См. также Высокоэластическое состояние , Каучук натуральный , Каучуки синтетические , Резина .

(обратно)

Элва

Э'лва, город в Тартуском районе Эстонской ССР. Расположен на р. Эльва (бассейн Чудского озера), в 28 км к Ю.-З. от г. Тарту. Ж.-д. станция на линии Тарту — Валга. Отделения фабрик: швейной «Сангар», кожевенно-галантерейной «Линда», текстильной «Аренг». Цех Тартуского комбината молочных продуктов. Краеведческий музей.

(обратно)

Элгар Эдуард Уильям

Э'лгар (Elgar) Эдуард Уильям (2.6.1857, Бродхит, близ Вустера, — 23.2.1934, Вустер), английский композитор и дирижёр. По музыкальному образованию— скрипач; композицию изучал самостоятельно. Является одним из основоположников новой национальной школы. В своих монументальных ораториях и кантатах, опираясь на национальные традиции английских хоровых жанров, стремился воплотить принципы музыкальной драмы Р. Вагнера. Э. был активным деятелем общественного движения за возрождение английской национальной музыкальной культуры (80-е гг. 19 в.), реализовал в своём творчестве художественные принципы, на которых оно основывалось, использовал в своих сочинениях традиции старинной и народной английской музыки. Среди сочинений — оратория «Сновидение Геронтиуса» (1900) и «Апостолы» (1903), кантаты, в том числе «Король Улаф» (1896), 2 симфонии (1908, 1911), увертюры, в том числе «Кокни» («В городе Лондоне», 1901), программные оркестровые пьесы (особенно известны симфония «Энигма-вариации» — «Загадка», 1899), скрипичные концерты, камерно-инструментальные ансамбли и др. Как симфонист близок к И. Брамсу.

  Лит.: Maine В. S., Elgar: his life and works, v. 1—2, L., 1933; Reed W. Н., Elgar (illustrated), L., 1939; Kennedy М., Portrait of Elgar, L., 1968.

  И. В. Розанов.

(обратно)

Элгон

Э'лгон (Elgon), потухший вулкан в Восточной Африке, на границе Кении и Уганды. Высота 4321 м. Поперечник кратера 15 км. Горные леса и заросли бамбуков; у подножия — тропические леса.

(обратно)

Элдорет

Элдоре'т (Eldoret), город на З. Кении, в провинции Рифт-Валли. 18,2 тыс. жителей (1969). Ж.-д. станция. Центр с.-х. района (кофе, зерновые, мясомолочное животноводство). Пищевая промышленность.

(обратно)

Элебаев Мукай

Элеба'ев Мукай (1905, аил Чон-Таш, ныне Тюпского района Иссык-Кульской области,— 1943), киргизский советский писатель. В 1930 окончил Фрунзенский педагогический техникум. Участник Великой Отечественной войны 1941—45. Печатался с 1924. Первый сборник стихов опубликовал в 1931. В 1933 вышел сборник «Битва», сыгравший большую роль в развитии киргизской советской поэзии, в утверждении современной темы, новых поэтических форм. В 1938 издано его «Полное собрание стихотворений». Автор сборников фронтовых стихов «Письмо» (1941) и «Великий марш» (1943). Автобиографическая повесть «Долгий путь» (1936, русский перевод 1959) — своего рода художественный документ, воссоздающий обобщённо-трагическую картину жизни киргизов, искавших убежища на чужбине после подавления восстания 1916. Перевёл на киргизский язык произведения А. С. Пушкина, Л. Н. Толстого, Д. А. Фурманова. Погиб на фронте.

  Соч.: Тандалган ырлар, Фрунзе, 1953; Узак жол, Фрунзе, 1974; Тандалган чыгармалардын бир томдук жыйнагы, Фрунзе, 1974; Кыйын кезец. Повесть жана ацгемелер, Фрунзе, 1974.

  Лит.: История киргизской советской литературы, Фр., 1970; Самаганов Дж., Писатели Советского Киргизстана. Биобиблиографический справочник, Фр., 1969.

(обратно)

Элеватор (зерновой)

Элева'тор зерновой, сооружение для хранения больших партий зерна и доведения его до кондиционного состояния; высокомеханизированное зернохранилище силосного типа. В зависимости от назначения Э. подразделяют на хлебоприёмные или заготовительные (принимают зерно от хозяйств, очищают от примесей, сушат и отгружают потребителю; ёмкость 15—100 тыс. т ); производственные (сооружают при мельницах, крупяных, комбикормовых, крахмалопаточных заводах и. т. п.; 10—150 тыс. т ); базисные (предназначены для длительного хранения зерна, принимаемого с ж.-д. транспорта и отгружаемого в ж.-д. вагоны; 100—150 тыс. т ); перевалочные и портовые (строят в местах перевалок зерна с одного вида транспорта на другой — на крупных ж.-д. станциях, в морских портах; 50—100 тыс. т ).

  Э. — это соединённые в корпуса силосы (ёмкости) из монолитного или сборного железобетона (высотой обычно 30 м, круглые в плане, диаметром 6—7 м ), сблокированные с рабочим зданием, где размещено основное технологическое и транспортное оборудование. Зерно из приёмных бункеров поднимают транспортёрами на верх рабочего здания, взвешивают, очищают от примесей, сушат в зерносушилках и направляют по верхнему конвейеру на надсилосные транспортёры, которые сбрасывают его в силосы. Выгружают зерно на нижние конвейеры (их устанавливают в подсилосном этаже) через отверстия с воронками в днищах силосов. Часть силосов оборудуют установками для дезинфекции зерна и активного вентилирования . Температуру зерна измеряют термоподвесками, устанавливаемыми на разных уровнях. На современных Э. управление машинами и механизмами автоматизировано. На крупных Э. применяют телевидение. Первый силосный Э. построен в США (г. Дулут) в 1845; в России (Н. Новгород) — в 1887.

  За рубежом распространены также Э. с силосами из металла (сталь, алюминий), большего диаметра (до 30 м ) и высоты (до 60 м ), прямоугольными в плане.

  Лит.: Кулаковский А. Б., Федосеев В. В., Элеваторы СССР, М., 1966; Новое в строительстве зернохранилищ и предприятий системы заготовок, М., 1972.

  А. Б. Кулаковский.

(обратно)

Элеватор (механич.)

Элева'тор (лат. elevator, буквально — поднимающий, от elevo — поднимаю), машина непрерывного действия, транспортирующая грузы в вертикальном или наклонном направлениях. Различают Э. ковшовые, полочные, люлечные. Ковшовые Э. предназначены для подъёма по вертикали или крутому наклону (более 60°) насыпных грузов (пылевидных, зернистых, кусковых), полочные и люлечные Э. — для вертикального подъёма штучных грузов (деталей, мешков, ящиков и т. п.) с промежуточной погрузкой-разгрузкой. Ковшовые Э. используются в металлургии, машиностроении, химическом и пищевом производствах, на обогатительных фабриках и зернохранилищах, а полочные и люлечные — на предприятиях различных отраслей промышленности, базах, в магазинах, а также на складах, в том числе в виде подвижных стеллажей для хранения и выдачи изделий.

  Ковшовый Э. (рис. 1 ) представляет собой замкнутое полотно с тяговым органом, огибающим приводной и натяжной барабаны (звёздочки), и прикрепленными к нему ковшами. Несущей и ограждающей частью Э. является сварной стальной кожух с загрузочным и разгрузочным патрубками. Привод имеет электродвигатель, редуктор, муфты и останов, предотвращающий обратное движение полотна. На Э. применяется винтовое или грузовое натяжное устройство. Скорость движения полотна тихоходных Э. до 1 м /сек, быстроходных до 4 м /сек. Подача ковшовых Э. 5—500 м 3 /ч, высота подъёма Н не превышает 60 м. Основными параметрами ковшовых Э. являются (рис. 1 ) ширина В К , высота h, вылет А, полезная (до кромки передней стенки) вместимость ковша и расстояние (шаг) между ковшами a K . Быстроходные Э. имеют расставленные глубокие и мелкие ковши, для которых a k = (2,5—3) h, a в качестве тягового органа — конвейерную резинотканевую ленту или короткозвенную цепь. На тихоходных Э. применяются сомкнутые (a k = h ) с бортовыми направляющими остроугольные и со скруглённым днищем ковши, прикрепленные боковыми стенками к двум тяговым цепям.

  Полочный Э. (рис. 2 , а) имеет 2 вертикальные пластинчатые втулочные цепи, огибающие верхние тяговые и нижние натяжные звёздочки. К цепям жестко прикреплены захваты-полки, соответствующие форме и размерам груза. Загрузка полок производится вручную или автоматически с гребенчатого стола, а разгрузка в верхней части нисходящей ветви — при опрокидывании полок. Скорость движения цепей полочного Э. 0,2—0,3 м/сек.

  Люлечный Э. (рис. 2 , б) отличается от полочного способом крепления рабочего органа — люльки, которая благодаря шарнирному подвесу на всех участках трассы сохраняет горизонтальное положение днища. Загрузка люлечных Э. производится на восходящей, а разгрузка — на нисходящей ветви. Скорость движения полотна 0,2—0,3 м/сек.

  Лит.: Спиваковский А. О., Дьячков В. К., Транспортирующие машины, 2 изд., М., 1968; Машины непрерывного транспорта, под ред. В. И. Плавинского, М., 1969.

Рис. 1. Вертикальный ленточный ковшовый элеватор: 1 — тяговый орган; 2 — ковш; 3 — приводной барабан; 4 — останов; 5 — привод; 6 — разгрузочный патрубок; 7 — шпиндель натяжного устройства; 8 — загрузочный патрубок.

Рис. 2. Схемы вертикальных двухцепных элеваторов для штучных грузов: а — полочного; б — люлечного.

(обратно)

Элеваторная печь

Элева'торная печь, термическая печь периодического действия, отличающаяся от колпаковой печи тем, что нагревательный колпак неподвижен, а стенд с нагруженными на него изделиями поднимают к колпаку. После проведения термической обработки стенд вновь опускают на уровень пола цеха и выгружают изделия.

(обратно)

Элевация

Элева'ция (от франц. elevation — подъём, возвышение), термин в классическом танце. По определению А. Я. Вагановой , состоит из двух элементов: собственно Э. (высокий прыжок по воздуху) и баллона (способность исполнителя сохранять в воздухе позу и положение, как бы замирать в воздухе).

(обратно)

Элевон

Элево'н (от лат. elevator — поднимающий и элерон ), подвижная поверхность, расположенная вдоль задней кромки крыла самолёта и выполняющая функции руля высоты и элерона. С помощью системы управления правый и левый Э. могут отклоняться одновременно вверх-вниз (действуя, как обычные рули высоты) или в разные стороны (действуя, как элероны). Применяются в основном у самолётов с треугольным крылом, не имеющих горизонтального оперения (например, Ту-144, «Конкорд»). Для повышения эффективности элеронов и рулей на больших скоростях у самолётов с обычным горизонтальным оперением правую и левую половины стабилизатора, а также руля высоты иногда разъединяют, что позволяет им работать, как Э. (см. Оперение самолёта , Воздушные рули ).

(обратно)

Элевсин

Элевси'н, Элефсис (Eleusis), город в Аттике (Греция), в 22 км к 3. от Афин. Поселение в Э. существовало непрерывно с эпохи неолита. Во 2-м тыс. до н. э. — центр одного из государств ахейцев . Остатки оборонительных стен, дворца, царской усыпальницы и погребений знати указывают на значит, роль Э. в 16—12 вв. до н. э. Э. — культовый центр Деметры и Персефоны , где в 1-м тыс. до н. э. проводились элевсинские мистерии . Раскопками (с 1882) открыты часть священной дороги, ведущей из Афин в Э., остатки святилищ 6 в. до н. э. — 3 в. н. э. и др. Архитектурные памятники и комплексы (сохранились фрагментарно): некрополь с толосами и мегарон (оба — 15—13 вв. до н. э.), святилище с остатками расположенных один под другим телестерионов (залов для собраний, посвященных мистериальному культу) времён Перикла (основное строительство — архитектор Иктин) и других правителей, Малыми (около 40 дон. э.) и Большими (2-я половина 2 в. н. э.) пропилеями, древнеримские постройки (2 триумфальные арки, храм Артемиды). В Э. около 525 до н. э. родился Эсхил . В 396 н. э. город был разрушен готами . Археологический музей.

  Лит.: Noack F., Eleusis, Bd 1—2, В. — Lpz., 1927; Kourouniotes К., Eleusis. A guide to the excavations and museum, Athens, 1934; Mylonas G. Е., Eleusis and the Eleusinian mysteries, Princeton, 1961.

Элевсин. Общий вид комплекса святилищ.

(обратно)

Элевсинские мистерии

Элевси'нские мисте'рии, религиозный праздник в Аттике (Древняя Греция) в честь богинь Деметры и её дочери Персефоны (Коры), культ которых относится к числу древнейших аграрных культов. Э. м., совершавшиеся издревле в Элевсине , после присоединения Элевсина к союзу аттических общин (конец 7 в. до н. э.) стали общегосударственным афинским празднеством. Правом посвящения в Э. м. пользовались все жители Аттики без различия пола и социального положения, в том числе и рабы.

  Справлялись в конце сентября — начале октября; в их ритуал входили среди прочего торжественное шествие по священной дороге из Афин в Элевсин и собственно мистерии, т. е. представления, в которых изображались горести Деметры, потерявшей дочь, поиски её и радость по поводу возвращения Персефоны. Детали Э. м., включающих, по-видимому, пантомиму и декламацию священных текстов, неизвестны.

  Лит.: Новосадский Н. И., Елевсинские мистерии, СПБ, 1887; Foucart P., Les mysteres d'Eleusis, P., 1914; Deubner L., Attische Feste, [2 Aufl.], B., 1966.

(обратно)

Элевтеры

Элевте'ры (греч. eléutheroi, буквально — свободные), в Византии с 10 в. определённые категории зависимого сельского населения. Первоначально Э. — юридически свободные, безземельные поселенцы в феодальном поместье. Большинство Э., получая от землевладельцев земельные участки и постепенно приобретая на держание прочные владельческие права, слилось в 12 в. с париками . Часть Э. составляла в этот период челядь феодалов, другие входили в их дружины. В 13—15 вв. Э. — чаще всего неимущие работники в поместье, подвергавшиеся особенно тяжёлой эксплуатации.

  В Византии употреблялся термин «Э.» и в широком значении — все свободные подданные императора.

  Лит.: Острогорски Г., Елевтери, в кн.: Зборник филозофского факултета, књ. 1, Београд, 1948.

(обратно)

Элегантный

Элега'нтный (франц. élégant), изящный, изысканный.

(обратно)

Элегический дистих

Элеги'ческий ди'стих, двустишие , состоящее из гекзаметра и пентаметра : в античной литературе — основной размер элегии , эпиграммы и других жанров. Пример имитации Э. д. в русской поэзии:

  Слышу умолкнувший звук божественной эллинской речи,

  Старца великого тень чую смущенной душой.

  («На перевод Илиады» А. С. Пушкина).

(обратно)

Элегия

Эле'гия (греч. elegeia, от elegos — жалобная песня), литературный и музыкальный жанр; в поэзии — стихотворение средней длины, медитативного или эмоционального содержания (обычно печального), чаще всего — от первого лица, без отчётливой композиции. Э. возникла в Греции в 7 в. до н. э. (Каллин, Мим-нерм, Тиртей, Феогнид), первоначально имела преимущественно морально-политическое содержание; потом, в эллинистической и римской поэзии (Тибулл, Проперций, Овидий), преобладающей становится любовная тематика. Форма античной Э. — элегический дистих . В подражание античным образцам Э. пишутся в латинской поэзии средних веков и Возрождения; в 16—17 вв. Э. переходит в новоязычную поэзию (П. Ронсар во Франции, Э. Спенсер в Англии, М. Опиц в Германии, Я. Кохановский в Польше), но долго считается второстепенным жанром. Расцвет наступает в эпоху предромантизма и романтизма («унылые Э.» Т. Грея, Э. Юнга, Ш. Мильвуа, А. Шенье, А. Ламартина, «любовные Э.» Э. Парни, реставрация античной Э. в «Римских элегиях» Гёте); затем Э. постепенно теряет жанровую отчётливость, и термин выходит из употребления, оставаясь лишь как знак традиции («Дуинские элегии» Р. М. Рильке, «Буковские элегии» Б. Брехта). В русской поэзии Э. появляется в 18 в. у В. К. Тредиаковского и А. П. Сумарокова, переживает расцвет в творчестве В. А. Жуковского, К. Н. Батюшкова, А. С. Пушкина («Погасло дневное светило...», «Редеет облаков...», «Безумных лет угасшее веселье...»), Е. А. Баратынского, Н. М. Языкова; со 2-й половины 19 в. слово «Э.» употребляется лишь как заглавие циклов (А. А. Фет) и отдельных стихотворений некоторых поэтов (А. Ахматова, Д. Самойлов).

  Э. в музыке — воплощение элегического стихотворения (например, романс «Для берегов отчизны дальней» Бородина, «Элегия» Массне для голоса с сопровождением фортепьяно и виолончели). По образцу таких сочинений создаются и чисто инструментальные пьесы (Э. из серенады для струнного оркестра Чайковского, Э. для фортепьяно Рахманинова, Листа и др.).

  Лит.: Фризман Л. Г., Жизнь лирического жанра. Русская элегия от Сумарокова до Некрасова, М., 1973.

  М. Л. Гаспаров (Э. в литературе)

(обратно)

Элейская школа

Эле'йская шко'ла, школа древнегреческой философии 6—5 вв. до н. э. Основатель — Ксенофан Колофонский, главные представители — Парменид и Зенон из Элеи (греческая колония в Южной Италии, отсюда название), Мелисс Самосский. Э. ш. впервые противопоставила мышление (и мыслимое бытие) чувственному восприятию (и чувственно-воспринимаемому бытию), отмечая неустойчивость, текучесть человеческих ощущений и чувственного бытия и отводя главную роль в познании мышлению. Э. ш. впервые в истории философии выдвинула и сделала основой философствования понятие единого бытия. Оно понимается Э. ш. как непрерывное, неизменное, нераздельное, одинаково присутствующее в каждом мельчайшем элементе действительности, исключающее какую-либо множественность вещей и их движение (знаменитые рассуждения Зенона Элейского о невозможности движения и др.). В дальнейшем понятие единого неизменного бытия послужило одним из источников философии Платона и неоплатонизма .

  Фрагменты: Die Fragmente der Vorsokratiker, griechisch und deutsch, von Н. Diels, hrsg. von W. Kranz, 9 Aufl., Bd I, B., 1959, S. 21, 28, 29, 30.

  Лит.: Мандес М. И., Элеаты. Филологические разыскания в области истории греческой философии, Од., 1911; Лосев А. Ф., История античной эстетики. (Ранняя классика), М., 1963. с. 327—39; Prauss G., Platon und der logische Eleatismus, B., 1966.

  А. Ф. Лосев.

(обратно)

Элективные культуры

Электи'вные культу'ры, клетки микроорганизмов, выращенные на избирательных (элективных) питательных средах. Предложены русским микробиологом С. Н. Виноградским . Благодаря специально подобранному составу элективных сред создаются условия, благоприятные для преимущественного роста микроорганизмов с определёнными физиологическими свойствами. Например, при посеве почвы, воды или грунта водоёмов в питательную среду, в состав которой входят глюкоза и ряд минеральных солей, но отсутствуют соединения, содержащие азот, на ней начинают расти азотфиксирующие микроорганизмы . Э. к. бактерий, разлагающих целлюлозу, получают на питательной среде, содержащей в качестве единственного источника углерода целлюлозу. Выделению чистых культур этих микробов всегда предшествует получение их Э. к. В присутствии факторов роста (витаминов, аминокислот и др.) Э. к. могут быть получены при внесении в питательную среду меньшего количества клеток бактерий, что позволяет обнаруживать в почве и воде в 4—10 раз больше микробов, чем при посевах на среды без факторов роста.

  А. А. Имшенецкий.

(обратно)

Элективные среды

Электи'вные сре'ды (от франц. électif — избранный), специальные питательные среды, создающие более благоприятные условия для роста определённого вида микроорганизмов. Подробнее см. в статьях Питательные среды , Элективные культуры .

(обратно)

Электра (звезда)

Эле'ктра (17 Тельца), звезда 3,7 визуальной звёздной величины , входит в состав рассеянного звёздного скопления Плеяды . Светимость в 97 раз больше солнечной, расстояние от Солнца 62 парсека.

(обратно)

Электра (мифологич.)

Эле'ктра, в древнегреческой мифологии дочь Агамемнона и Клитемнестры . В сохранившихся трагедиях афинских драматургов 5 в. до н. э. («Э.» Софокла и Еврипида, «Хоэфоры» Эсхила) при различии в оттенках основным содержанием образа Э. является поглощающая всё её существо жажда мести убийцам отца — Клитемнестре и её любовнику Эгисфу и страстное ожидание брата Ореста , который должен осуществить эту месть. К образу Э. обращались драматурги, начиная с эпохи Возрождения (П. Ж. Кребийон, Вольтер, И. Бодмер, Г. Гофмансталь, А. Сюарес и др.).

(обратно)

Электренай

Эле'ктренай, посёлок городского типа в Тракайском районе Литовской ССР. Расположен в 5 км от ж.-д. станции Каугонис и в 50 км к С.-3. от Вильнюса. Возник при строительстве Литовской ГРЭС им. В. И. Ленина (проект 1959, главный инженер В. Н. Трусов), филиал Каунасского политехникума. С 1960 застраивался по принципу свободной, функционально обоснованной планировки 4—5-этажными жилыми домами из крупных железобетонных панелей (генеральный план 1960, архитекторы Б. Касперавичене-Палукайтите и К. Бучас). Новое здание средней школы с применением сборного железобетонного каркаса, построенное по типовому проекту (архитектора Л. Мардосас, в интерьере — каменная мозаика «Мир», 1963, М. Юшкевичюте-Мачюлене).

(обратно)

Электреты

Электре'ты, диэлектрики , сохраняющие поляризованное состояние длительное время после снятия внешнего воздействия, вызвавшего поляризацию. Если вещество, молекулы которого обладают постоянными дипольными моментами, расплавить и поместить в сильное постоянное электрическое поле, то молекулы частично ориентируются по полю. При охлаждении расплава до затвердевания и выключения электрического поля в затвердевшем веществе поворот молекул затруднён, и они длительное время сохраняют ориентацию. Э., изготовленный таким способом, может оставаться в поляризованном состоянии в течение довольно длительного времени (от нескольких суток до многих лет). Первый такой Э. был изготовлен из воска японским физиком Ёгути в 1922.

  Остаточная поляризация диэлектрика может быть обусловлена также ориентацией «квазидиполей» в кристаллах (2 вакансии противоположного знака, примесный атом и вакансия и т. п.), миграцией носителей заряда к электродам, а также инжекцией носителей заряда из электродов или межэлектродных промежутков в диэлектрик во время поляризации. Носители могут быть введены искусственно, например облучением диэлектрика электронным пучком. Поляризация Э. со временем уменьшается, что связано с релаксационными процессами (см. Релаксация ), а также с перемещением носителей заряда во внутреннем поле Э.

  Практически все известные органические и неорганические диэлектрики могут быть переведены в электретное состояние. Стабильные Э. получены из восков и смол (канаубский воск, пчелиный воск, парафин и т. д.), из полимеров (полиметилметакрилат, поливинилхлорид, поликарбонат, политетрафторэтилен и др.), неорганических поликристаллических диэлектриков (титанаты щёлочноземельных металлов, стеатит, фарфор и другие керамические диэлектрики), монокристаллических неорганических диэлектриков (например, галогениды щелочных металлов, корунд), стекол и ситаллов и др.

  Стабильные Э. можно получить, нагревая диэлектрики до температуры, меньшей или равной температуре плавления, а затем охлаждая их в сильном электрическом поле (термоэлектреты), освещая в сильном электрическом поле (фотоэлектреты), радиоактивным облучением (радиоэлектреты), просто помещая в сильное электрическое поле (электроэлектреты), в магнитное поле (магнетоэлектреты), при застывании органических растворов в электрическом поле (криоэлектреты), с помощью механической деформации полимеров (механоэлектреты), путём трения (трибоэлектреты), помещая диэлектрик в поле коронного разряда (коронноэлектреты). Все Э. имеют стабильный поверхностный заряд ~10-8 к/см2 .

  Э. применяются как источники постоянного электрического поля (электретные микрофоны и телефоны, вибродатчики, генераторы слабых переменных сигналов и т. п.), для создания электрического поля в электрометрах , электростатического в вольтметрах и др. Э. могут служить чувствительными элементами в устройствах дозиметрии, электрической памяти, как фокусирующие устройства в барометрах, гигрометрах и газовых фильтрах, пьезодатчиками и др. Фотоэлектреты применяются в электрофотографии.

  Лит.: Губкин А. Н., Электреты, М., 1961; Фридкин В. М., Желудев И. С., Фотоэлектреты и электрофотографический процесс, М., 1960; Браун В., Диэлектрики, пер. с англ., М., 1961; Физический энциклопедический словарь, т. 5, М., 1966, с. 442; Лущейкин Г. А., Полимерные электреты, М., 1976.

  А. Н. Губкин.

(обратно)

Электрификации сельского хозяйства институт

Электрифика'ции се'льского хозя'йства институ'т Всесоюзный научно-исследовательский (ВИЭСХ) ВАСХНИЛ (Москва). Создан в 1931. Отделы (1978): комплексной механизации и электрификации молочных ферм и комплексов; технологических линий производства кормов; электроснабжения и эксплуатации электроустановок; автоматизации свиноводческих, птицеводческих и овцеводческих ферм и комплексов и др.; лаборатории: применения оптического излучения, электрифицированных тепловых процессов и др.; конструкторское бюро. Два филиала (Тамбов, Смоленск), Истринское опытное хозяйство (Московская область). Исследования по вопросам электрификации сельского хозяйства. Институт имеет очную и заочную аспирантуру. Издаёт «Научные труды по электрификации сельского хозяйства», «Научно-технический бюллетень по электрификации сельского хозяйства» и др.

(обратно)

Электрификация

Электрифика'ция [от электричество и ...фикация ], широкое внедрение в народное хозяйство электрической энергии, вырабатываемой централизованно на электростанциях, объединённых линиями электропередачи в энергосистемы . Э. позволяет правильно использовать природные энергетические ресурсы, более эффективно размещать производительные силы, механизировать и автоматизировать производство, увеличивать производительность труда. Начало Э. относится к концу 19 в., когда были созданы электрические генераторы для производства электроэнергии и освоена её передача на значительные расстояние.

  В 1879 в Петербурге построена ТЭС для освещения Литейного моста, несколькими годами позже в Москве — для освещения Лубянского пассажа. Одна из первых ТЭС общего пользования была построена Т. А. Эдисоном в 1882 в Нью-Йорке. В 1913 Россия занимала 8-е место в мире по выработке электроэнергии. Электростанции принадлежали главным образом иностранному капиталу. Крупнейшее акционерное «Общество электрического освещения 1886» контролировалось немецкой фирмой «Сименс и Гальске», строившей ТЭС в Петербурге, Москве, Баку, Лодзи и других городах. Мощность электростанций в России в 1900 составляла 80 Мвт, а в 1913 — 1141 Мвт; они производили 2 млрд. квт ч электроэнергии.

  Э. в СССР. После Октябрьской революции 1917 началось восстановление и реконструкция электроэнергетического хозяйства страны, разрушенного в годы 1-й мировой (1914—18) и Гражданской (1918—20) войн. В декабре 1917—июне 1918 были национализированы крупнейшие электростанции страны. Одновременно началась подготовка к строительству крупных ГЭС и районных ТЭС. В 1920 по инициативе В. И. Ленина был разработан первый план Э. России — план ГОЭЛРО , в основу которого была положена ленинская формула «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны». В 1922 введены в строй Каширская ГРЭС и «Уткина заводь» (ныне 5-я ГРЭС Ленэнерго); в 1924 — Кизеловская ГРЭС на Урале, в 1925 — Горьковская и Шатурская ГРЭС. 8 ноября 1927 состоялась торжественная закладка Днепровской ГЭС. К 1931 основные задания плана ГОЭЛРО по наращиванию мощности районных электростанций и по производству электроэнергии были выполнены. В годы предвоенных пятилеток (1929—40) созданы крупные энергосистемы на территории Украины, Белоруссии, Северо-Запада и др. В начале Великой Отечественной войны 1941—45 оборудование многих электростанций было эвакуировано в тыловые районы, где в рекордные сроки вводились в эксплуатацию новые энергетические мощности. За 1942—44 введено 3,4 Гвт, главным образом на Урале, в Сибири, Казахстане и Средней Азии. За годы войны разрушена 61 крупная электростанция общей мощностью около 5 Гвт, вывезено в Германию 14 тыс. котлов, 1,4 тыс. турбин и свыше 11 тыс. электродвигателей.

  В послевоенные годы Э. страны развивалась быстрыми темпами. К 1947 СССР вышел на 2-е место в мире (после США) по производству электроэнергии, а в 1975 производил электроэнергии больше, чем ФРГ, Великобритания, Франция, Италия, Швеция и Австрия вместе взятые. Увеличился среднегодовой прирост производства электроэнергии. Если в 1966—70 он составлял в среднем за год 46,9 млрд. квт ·ч, то в 1971—77 — 58,4 млрд. квт ·ч. Установленная мощность электростанций выросла за 1966—77 почти в 2 раза, а доля СССР в мировом производстве электроэнергии в 1977 увеличилась до 16% против 9,2% в 1950. Данные о динамике производства электроэнергии в СССР приведены в табл. 1.

Табл. 1. — Производство электроэнергии и мощность электростанций СССР

Годы Производство электроэнергии, млрд. квт·ч Установленная мощность, Гвт всего в том числе на ТЭС всего в том числе на ТЭС 1921 0,5 0,5 1,2 1,2 1930 8,4 7,8 2,9 2,7 1940 48,6 43,2 11,2 8,6 1950 91,2 78,5 19,6 16,4 1960 292,3 241,4 66,7 51,9 1970 740,9 616,5 166,2 134,8 1977 1150,0 968,2 237,8 185,5

  Основу Э. составляют тепловые электростанции (ТЭС), производящие свыше 80% всей электроэнергии (см. Теплоэнергетика , Теплоэлектроцентраль ) Для ТЭС характерна высокая степень концентрации генерирующих мощностей. Крупнейшие ГРЭС в стране — Запорожская и Углегорская мощностью 3,6 Гвт каждая. В 1977 эксплуатировалось 51 ТЭС мощностью свыше 1 Гвт каждая, в работе было 137 энергоблоков мощностью по 300 Мвт, головные энергоблоки по 800 Мвт на Славянской, Запорожской и Углегорской ГРЭС, сооружался блок мощностью 1200 Мвт на Костромской ГРЭС.

  Развитие гидроэнергетики шло по пути комплексного использования водных ресурсов для нужд электроснабжения, орошения, водного транспорта, водоснабжения и рыбоводства. Общая мощность ГЭС (см. Гидроэлектрическая станция ) составила в 1977 45,2 Гвт, а выработка гидроэлектроэнергии — 147 млрд. квт ·ч (13% общей выработки в стране). Крупнейшая электростанция в мире Красноярская ГЭС им. 50-летия СССР в 1973 достигла мощности 6 Гвт (12 гидроагрегатов по 500 Мвт каждый). В 1977 работало 20 ГЭС мощностью свыше 500 Мвт каждая, составляющие около 1 /3 всех мощностей ГЭС. Освоено строительство ГЭС в условиях вечной мерзлоты. Введены в строй Усть-Хантайская ГЭС в Таймырском национальном округе, Вилюйская ГЭС в Якутской АССР. К середине 70-х гг. в основном закончено сооружение Волжского и Днепровского каскадов ГЭС, строится крупнейший в стране Ангаро-Енисейский каскад, обеспечивающий около половины выработки электроэнергии ГЭС страны. Введены в эксплуатацию гидроаккумулирующая электростанция — Киевская ГАЭС мощностью 225 Мвт и первая опытная Кислогубская приливная электростанция (ПЭС).

  После пуска в 1954 первой атомной электростанции (АЭС) в Обнинске ядерная энергетика превратилась в одно из наиболее перспективных направлений Э. В 1975 все АЭС произвели 22 млрд. квт (ч электроэнергии (свыше 2% общей выработки). Крупнейшая в СССР в 1977 — Ленинградская АЭС, на которой установлены два многоканальных уран-графитовых реактора мощностью 1 Гвт каждый. В 1976 введён в действие первый реактор такого же типа на Курской АЭС, в 1977 — на Чернобыльской АЭС, работают реакторы водо-водяного типа мощностью 440 Мвт на Нововоронежской, Кольской и Армянской АЭС. В 1973 был пущен реактор на быстрых нейтронах мощностью 350 Мвт на Шевченковской АЭС, которая, кроме производства электроэнергии, осуществляет также опреснение морской воды. Введена в строй теплофикационная Билибинская АЭС в Магаданской области. Строится (1977) ряд крупных АЭС с реакторами мощностью 1 Гвт (Калининская, Смоленская, Южно-Украинская, Ровенская и др.).

  Большое значение для развития Э. имело начавшееся в 1942 создание объединённых энергосистем (ОЭС). Соединение энергосистем Центра, Урала и Среднего Поволжья положило начало формированию Единой энергосистемы Европейской части СССР (ЕЕЭС СССР). С подключением к ней ОЭС Юга, Северо-Запада, Закавказья и Северного Кавказа, Северного Казахстана, Кольской, Омской энергосистем началось формирование Единой электроэнергетической системы СССР (ЕЭС). В 1977 в ЕЭС входило более 900 электростанций, которые производили 867 млрд. квт ·ч электроэнергии (75,4% общей выработки СССР). Помимо ЕЭС, действуют объединённые энергосистемы (мощность в 1977): Сибири (30,1 Гвт ) и Средней Азии (16,1 Гвт ). Централизованное энергоснабжение через все ОЭС составляло в 1977 93,5%.

  Структура потребления электроэнергии в СССР в 1965—77 характеризуется данными табл. 2.

Табл. 2. — Баланс электроэнергии в народном хозяйстве СССР, млрд. квт×ч

1965 1970 1977 Производство электроэнергии 506,7 740,9 1150,1 Потребление электроэнергии 505,2 735,7 1138,5 В том числе: Промышленностью 349,4 488,4 712,2 Строительством 11,9 15,0 23,2 Транспортом 37,1 54,4 86,9 Сельским хозяйством 21,1 38,5 88,3 Другими отраслями 50,6 81,1 133,7 Потери в сети общего пользования 35,1 58,3 94,2 Экспорт 1,5 5,2 11,6

  Основные потребители электроэнергии в промышленности — машиностроение и металлообработка, топливная, химическая и нефтехимическая отрасли, чёрная и цветная металлургия. Почти 3 /4 всей потребляемой промышленностью электроэнергии расходуется в электродвигателях и осветительных приборах. Э. промышленности позволила создать новые отрасли, основанные на технологическом использовании электроэнергии (производство алюминия, ферросплавов, качественных сталей, цветных металлов и различных электрохимических производств, а также электросварку). Электровооружённость труда в промышленности в 1976 превысила уровень 1950 более чем в 4 раза.

  Резкое увеличение в 1966—77 протяжённости газо-, нефте- и нефтепродуктопроводов (более чем в 2 раза) привело к росту потребления электроэнергии в этом виде транспорта: с 5,6 млрд. квт ·ч до 21,5 млрд. квт ·ч. Развитие всех видов городского транспорта за тот же период (трамвай, троллейбусы и метрополитен) увеличило расход электроэнергии на эти нужды с 3,9 млрд. квт ·ч до 7,5 млрд. квт ·ч. Значительно возросла техническая оснащённость городского электрифицированного транспорта. Получила дальнейшее развитие электрификация железных дорог .

  Э. сельского хозяйства — одно из важнейших условий его развития на индустриальной основе. Электроснабжение колхозов и совхозов от государственных энергосистем позволяет демонтировать мелкие неэкономичные сельские электростанции. Если в 1956 энергосистемы давали сельскому хозяйству свыше 30% электроэнергии, то в 1976 — свыше 90%. Резко возросла протяжённость сельских воздушных электросетей (в 1965 — 1,9 млн. км, в 1970 — 2,7 млн. км и в 1975 — 3,1 млн. км ). В 1975 суммарная мощность электродвигателей в сельском хозяйстве составила 45 Гвт. Э. сельского хозяйства охватывает процессы обработки земли, с.-х. продукции и механизацию трудоёмких работ в животноводстве и птицеводстве, в ремонтных мастерских и подсобных предприятиях. Электродойка коров в колхозах и совхозах в 1976 составила 84% (в % ко всему поголовью скота), электрострижка овец — 89% ; подача воды электроагрегатами производилась на 80% ферм крупного рогатого скота и 92% свиноводческих ферм и т. д. Электроэнергия применяется также в тепловых процессах (инкубаторные установки, облучение молодняка, обогрев теплиц, животноводческих и птицеводческих ферм, электрохолодильные установки и т. п.). Электровооружённость труда в сельском хозяйстве за 1971—76 увеличилась более чем в 2 раза и достигла 1962 квт ·ч на одного работника в год.

  Э. в зарубежных социалистических странах. Удельный вес производства электроэнергии социалистическими странами (включая СССР) в мировом производстве электроэнергии составлял в 1977 24,3% (в 1950 — 15% ). Данные о производстве электроэнергии в социалистических странах приведены в табл. 3.

Табл. 3. — Производство электроэнергии в зарубежных социалистических странах, млрд. квт ·ч

1965 1970 1977 Албания 0,3 0,9 1,8 Болгария 10,2 19,5 29,7 Венгрия 11,2 14,5 23,4 ГДР 53,6 67,7 92,0 СРВ 1,2 1,8 3,0* КНР 68,0** 74,0** 125** КНДР 13,3 16,5 28,0 Куба 3,4 4,9 7,7 Монголия 0,3 0,5 1,1 Польша 43,8 64,5 109,4 Румыния 17,2 35,1 59,9 Чехословакия 34,2 45,2 66,4 Югославия 15,5 26,0 48,6

  * Данные за 1976. ** Оценка.

  Основу энергоснабжения в социалистических странах составляют ТЭС, производящие 80—99% электроэнергии (за исключением Югославии, КНР и КНДР). Топливом служат главным образом каменные и бурые угли [кроме Румынии, где основное топливо (свыше 50% ) — природный газ]. Крупнейшая ГЭС — Железные Ворота (Джердан) на р. Дунай (на границе Югославии и Румынии) мощностью 2100 Мвт. В ряде стран начала развиваться ядерная энергетика: введены в действие АЭС в ГДР, НРБ, ЧССР, строятся АЭС в ВНР, Югославии и др. Наиболее протяжёнными линиями электропередачи напряжением в 110 кв и выше располагают (в тыс. км ). ПНР — 29,7, ГДР — 22,5, Румыния — 17,3, Чехословакия — 14,6. Энергетические системы европейских стран — членов СЭВ связаны между собой и входят в объединённую энергосистему «Мир». В 1962 для организации параллельной работы энергосистем европейских стран — членов СЭВ в Праге создано Центральное диспетчерское управление (см. также Энергетические объединения ).

  Э. в капиталистических странах. Наиболее высокий уровень Э. достигнут в промышленно развитых странах Европы, в США, Канаде и Японии (см. табл. 4). В 60-х гг. 20 в. начаты работы по Э. ряда стран Африки, Азии и Латинской Америки.

Табл. 4. — Производство электроэнергии в развитых капиталистических странах мира, млрд. квт×ч

1965 1970 1977 США 1221,0 1731,7 2200,0 Япония 189,2 361,2 515,0 Канада 146,4 207,8 297,8 ФРГ 168,8 237,2 326,6 Великобритания 196,5 249,2 277,0 Франция 106,1 146,8 203,6 Италия 83,0 117,4 162,8

  ТЭС составляют основу Э. во всех капиталистических странах, кроме небольшого числа государств, обладающих значительными водными ресурсами (Австрия, Норвегия, Швеция, Канада). Крупнейшие ГЭС капиталистических стран (1976) — Черчилл-Фолс (Канада) мощностью 5225 Мвт, Гренд-Кули (США) мощностью 3450 Мвт, Джон-Дей (США) мощностью 2700 Мвт, Асуанская (Египет) мощностью 2100 Мвт. Для покрытия пиковых нагрузок сооружаются ГАЭС, общая мощность которых в 1974 составила 34 Гвт. Крупнейшая ГАЭС мощностью 1820 Мвт находится в Ладингтоне, США. Быстрыми темпами развивается ядерная энергетика. В 1976 АЭС эксплуатировались и строились в 34 странах. Мощность крупнейшей АЭС — Браунс-Ферри, США,—3,29 Гвт. К середине 70-х гг. созданы межгосударственные энергосистемы: Восточные штаты США и Канада — общая мощность 40 Гвт, Европейский союз по координации производства и распределения энергии (Австрия, Бельгия, Италия, Люксембург, Нидерланды, Франция, ФРГ, Швейцария) — общая мощность 200 Гвт и Скандинавский комитет по энергоснабжению «Нордаль» (Дания, Исландия, Норвегия, Швеция и Финляндия) — общая мощность 50 Гвт. Находятся в эксплуатации линии электропередачи напряжением 735—765 кв переменного тока в США и Канаде и 800 кв постоянного тока в США. В европейских странах применяется напряжение от 110 до 380—400 кв. Сооружена кабельная линия напряжением 200 кв, соединяющая Великобританию с Францией через пролив Ла-Манш.

  Нехватка собственных энергоресурсов заставляет промышленно развитые капиталистические страны ввозить топливо из нефтедобывающих стран. Резкое повышение цен на нефть в 1973 обострило проблему Э. капиталистических стран (см. Энергетический кризис ).

  Лит.: Ленин В. И., Об электрификации. [Сборник], сост. В. Стеклов, Л. Фотиева, 2 изд., М., 1964; Кржижановский Г. М., Соч., т. 1 — Электроэнергетика, М. — Л., 1933; Кржижановский Г. М., Стеклов В. Ю., Ленинский план электрификации в действии, М., 1956; Непорожний П. С., Электрификация и энергетическое строительство, М. — Л., 1961; Жимерин Д. Г., История электрификации СССР, М, — Л., 1962; Флаксерман Ю. Н., Развитие теплоэнергетики СССР, М. — Л., 1966; Электроэнергетика мира в цифрах. (Экономико-статистический справочник), М., 1969; Электрификация СССР, под ред. П. С. Непорожнего, М., 1970; Стеклов В. Ю., Развитие электроэнергетического хозяйства СССР, 3 изд., М., 1970; Энергетика СССР в 1971—1975 гг., М., 1972; Развитие электроэнергетики союзных республик, под ред. А. С. Непорожнего, М., 1972; Энергетика СССР в 1976—1980 гг., М., 1977.

  В. Ю. Стеклов.

(обратно)

Электрификация железных дорог

Электрифика'ция желе'зных доро'г, перевод железных дорог на электрическую тягу и создание новых электрифицированных ж. д. На электрифицированных ж. д. тяговые электродвигатели электровозов получают энергию от контактной сети , подключенной к тяговой подстанции; одновременно осуществляется электроснабжение районов, прилегающих к ж. д., промышленных и с.-х. предприятий (в 1975, например, нетранспортным потребителям передано 26 млрд. квт ·ч при общем потреблении ж.-д. транспортом 48,9 млрд. квт ·ч ). Э. ж. д. повышает пропускную и провозную способности, надёжность работы, сокращает эксплуатационные расходы, позволяет сделать ж.-д. транспорт более комфортабельным. На электрифицированных ж. д. имеется возможность возврата части электрической энергии в контактную сеть при движении поезда на спусках и при торможении (см. рекуперативное торможение ). Кроме того, для выработки электроэнергии на ТЭЦ обычно используют низкосортное топливо, которое нельзя применять в тепловозах . Электрическая тяга (практически) была впервые применена в 1895 на магистральном участке ж. д. Балтимор — Огайо в США. Во многих странах Э. ж. д. уделяется большое внимание. Например, в Швейцарии электрифицировано почти 100% ж. д. (около 3000 км ), в Швеции — свыше 60% (более 7500 км ), в Италии — около 50% (более 8000 км ).

  Э. ж. д. России началась после Великой Октябрьской социалистической революции как часть плана ГОЭЛРО. В 1926 сдан в эксплуатацию 1-й электрифицированный пригородный участок Баку — Сабунчи— Сураханы; в 1929 — участок Москва — Мытищи Северной ж. д.; в 1932 — участок Хашури—Зестафони Закавказской ж. д. Всего к 1941 на электрическую тягу переведено 1865 км ж. д. В 1946—55 осуществлен переход от электрификации отдельных участков к электрификации целых ж.-д. направлений. В 1956 ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли Генеральный план Э. ж. д., по которому главнейшие магистральные направления ж. д. подлежали переводу на электрическую тягу. В 1958—65 длина электрифицированных ж.-д. линий возросла с 9,5 до 24,9 тыс. км. На электрическую тягу были переведены крупнейшие ж.-д. направления: Москва— Иркутск (свыше 5 тыс. км ), Москва—Горький—Свердловск (около 2 тыс. км ) и др., а также пригородные участки крупных городов и промышленных центров.

  В контактной сети электрифицированных ж. д. в СССР используется постоянный электрический ток напряжением 3 кв или переменный однофазный ток промышленной частоты напряжением 25 кв. При питании переменным током (хотя это и усложняет конструкцию электровоза) значительно упрощаются устройства энергоснабжения электрических железных дорог; повышенное напряжение в контактной сети позволяет увеличить расстояние между тяговыми подстанциями при тех же потерях до 50 км (20—25 км при постоянном токе); стоимость строительства контактной сети снижается в среднем на 7%, расход меди на её сооружение — в 2,5 раза. На электрической тяге осуществляется более 50% всех грузовых перевозок, удельный вес пригородных пассажирских перевозок электропоездами возрос до 77%. По протяжённости электрифицированных ж. д. и темпам электрификации СССР занимает 1-е место в мире. На начало 1978 электрифицировано 40,5 тыс. км ж. д., из них 25 тыс. км используют постоянный ток. См. также Железнодорожный транспорт , Транспортное строительство .

  Лит.: Ленин В. И., Об электрификации, 2 изд., М., 1964; План электрификации РСФСР, 2 изд., М., 1955; Дмитриев В. А., Народнохозяйственная эффективность электрификации железных дорог и применения тепловозной тяги, М., 1976.

  И. П. Исаев.

(обратно)

Электрическая ёмкость

Электри'ческая ёмкость, характеристика проводника, количественная мера его способности удерживать электрический заряд. В электростатическом поле все точки проводника имеют один и тот же потенциал j. Потенциал j (отсчитываемый от нулевого уровня на бесконечности) пропорционален заряду q проводника (т. е. отношение q к (р не зависит от q ). Это позволяет ввести понятие Э. ё. (С) уединённого проводника, которая равна отношению заряда проводника к потенциалу: С = q/ j). Т. о., чем больше Э. ё., тем больший заряд может накопить проводник при данном ф. Э. ё. определяется геометрическими размерами проводника, его формой и электрическими свойствами окружающей среды (её диэлектрической проницаемостью ) и не зависит от материала проводника. В частности, Э. ё. проводящего шара в вакууме в системе СГСЕ равна его радиусу. Наличие вблизи проводника других тел изменяет его Э. ё., т. к. потенциал проводника зависит и от электрических полей, создаваемых наведёнными в окружающих телах зарядами вследствие явления индукции электростатической .

  В СГС системе единиц Э. ё. измеряется в сантиметрах, а в Международной системе единиц (СИ) — в фарадах: 1 ф = 9×1011 см.

  Понятие Э. ё. относится не только к одному проводнику, но и к системе проводников, в частности к системе двух проводников, разделённых тонким слоем диэлектрика, — конденсатору электрическому . Э. ё. конденсатора (взаимная ёмкость его обкладок): С = q/ (j1 — j2 ), где q — заряд одной из обкладок (заряд второй обкладки равен — q ), а j1 — j2 — разность потенциалов между обкладками. Э. ё. конденсатора практически не зависит от наличия окружающих тел и может достигать очень большой величины при малых геометрических размерах конденсаторов.

  Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976, гл. 1; Калашников С. Г., Электричество, 3 изд., М., 1970 (Общий курс физики, т. 2), гл. 4.

  Г. Я. Мякишев.

(обратно)

«Электрическая и тепловозная тяга»

«Электри'ческая и теплово'зная тя'га», ежемесячный производственно-технический журнал, орган министерства путей сообщения СССР. Основан в 1956 в Москве. Рассчитан на машинистов локомотивов и их помощников, ремонтников, инженерно-технических работников ж.-д. транспорта и метрополитена. Освещает передовой опыт эксплуатации и ремонта локомотивов, электро- и дизельпоездов, тяговых подстанций и контактных сетей, вопросы внедрения новой техники, безопасности движения поездов. Тираж (1978) 133 тыс. экз.

(обратно)

Электрическая искра

Электри'ческая и'скра, то же, что искровой разряд .

(обратно)

Электрическая лампа

Электри'ческая ла'мпа, источник света , в котором происходит преобразование электрической энергии в световую. Наиболее распространёнными Э. л. являются лампы накаливания и газоразрядные лампы (см. Газоразрядные источники света ).

(обратно)

Электрическая машина

Электри'ческая маши'на, служит для преобразования механической энергии в электрическую и электрической в механическую, а также электрической энергии в электрическую же, отличающуюся по напряжению, роду тока, частоте и другим параметрам. Действие Э. м. основано на использовании явления электромагнитной индукции и законов, определяющих взаимодействие электрических токов и магнитных полей.

  Для преобразования механической энергии в электрическую служат генераторы электромашинные , электрической энергии в механическую — двигатели электрические . Каждая из этих машин (в соответствии с Ленца правилом ) энергетически обратима, т. е. может работать как в генераторном, так и в двигательном режиме; однако выпускаемые промышленностью Э. м. обычно предназначены для выполнения определённой работы (см. также Переменного тока машина , Постоянного тока машина , Асинхронная электрическая машина , Синхронная машина , Коллекторная машина ).

  Преобразования рода тока, частоты, числа фаз, напряжения осуществляют электромашинными преобразователями (см. Преобразовательная техника ), электромашинными усилителями , трансформаторами электрическими .

  К Э. м. относят также машины специального назначения, например тахогенератор , тяговый электродвигатель .

  Лит.: Костенко М. П., Пиотровский Л. М., Электрические машины, 3 изд., ч. 2, Л., 1973; Вольдек А. И., Электрические машины, 2 изд., Л., 1974.

  М. Д. Находкин.

(обратно)

Электрическая мощность

Электри'ческая мо'щность, физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

  В электрических цепях постоянного тока Э. м. Р = UI, где U — напряжение в в, I — ток в а. При переменном токе произведение мгновенных значений напряжения и и тока i представляет собой мгновенную мощность: р = ui, т. е. мощность в данный момент времени, которая является переменной величиной. Среднее за период Т значение мгновенной Э. м. называется активной мощностью : . В цепях однофазного синусоидального тока Р = UI cosj, где U и I — действующие значения напряжения и тока, j — угол сдвига фаз между ними. Активная Э. м. характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, световую и т. п.). Э. м., характеризующая скорость передачи энергии от источника тока к приёмнику и обратно, называется реактивной мощностью . Q = UI ×sinj. Величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи, называется полной мощностью и связана с активной и реактивной Э. м. соотношением: S 2 = P 2 + Q 2 . Для цепей несинусоидального тока Э. м. равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник:

; ;

  Для трёхфазных цепей Э. м. определяется как сумма мощностей отдельных фаз. При симметричной нагрузке:

; ;

где U p , I p — линейные напряжение и ток; jф — угол сдвига фаз между фазными напряжением и током.

  П. В. Ермуратский.

(обратно)

Электрическая нагрузка

Электри'ческая нагру'зка, мощность, фактически отдаваемая источником энергии её потребителю (приёмнику). При малых изменениях напряжения Э. н. характеризуется величиной тока. Э. н. называют часто также сами приёмники энергии (двигатели, осветит. приборы и др.). В электрических цепях постоянного тока Э. н. бывает только активной, в цепях переменного тока — активной и реактивной. Активная Э. н. выражается энергией, расходуемой на механическую работу, тепло и т. п. (например, в нагревательных и осветительных приборах). Реактивная Э. н. отражает обмен энергией между источником и приёмником (например, между электрической сетью и первичной обмоткой трансформатора, работающего вхолостую).

(обратно)

Электрическая печь

Электри'ческая печь, плавильная или нагревательная печь, в которой используется тепловой эффект электрических явлений. По способу преобразования электрической энергии в тепловую различают следующие типы Э. п.: дуговые печи , индукционные печи , электрические печи сопротивления , электроннолучевые печи ; установки диэлектрического нагрева . По области применения различают Э. п. промышленные, лабораторные, коммунально-бытового назначения. Важные характеристики Э. п. — рабочая среда (воздух, агрессивная среда, инертная атмосфера и др.), род или частота тока, конструктивное исполнение. Э. п. выполняет технологические, теплотехнические и электротехнические функции. Поэтому существует понятие электропечной установки, в состав которой входят собственно Э. п., силовое электрооборудование (электропечной трансформатор, выпрямитель, генератор повышенной частоты, ламповый генератор и т. п.), вспомогательное электрооборудование (дроссель, балластное сопротивление, конденсатор, анодный выпрямитель и т. п.), коммутационная аппаратура (выключатель, разъединитель и т. п.), контрольно-измерительные приборы, пирометрическая аппаратура, система автоматического регулирования. Все составляющие электропечной установки, кроме Э. п., сосредоточены на печной подстанции. Размеры установки характеризуются ёмкостью (массой материалов или изделий) или линейным размером рабочего пространства Э. п. и мощностью силового электрооборудования.

  Лит.: Электротермическое оборудование. Справочник, М., 1967; Егоров А. В., Моржин А. Ф., Электрические печи, М., 1975; Фарнасов Г. А., Рабинович В. Л., Егоров А. В., Электрооборудование и элементы автоматизации электроплавильных установок. Справочник, М., 1976.

  А. В. Егоров, А. Ф. Моржин.

(обратно)

Электрическая печь сопротивления

Электри'ческая печь сопротивле'ния, электрическая печь , в которой тепло выделяется в результате прохождения тока через проводники с активным сопротивлением. Э. п. с. широко применяются при термической обработке, для нагрева перед обработкой давлением, для сушки и плавления материалов. Распространение Э. п. с. определяется их достоинствами: возможностью получения в печной камере любых температур до 3000°С; возможностью весьма равномерного нагрева изделий путём соответствующего размещения нагревателей по стенкам печной камеры или применением принудительной циркуляции печной атмосферы; лёгкостью автоматического управления мощностью, а следовательно, и температурным режимом печи; удобством механизации и автоматизации печей, что облегчает работу персонала и включение печей в автоматические линии; хорошей герметизацией и проведением нагрева в вакууме, защитной (от окисления) газовой среде или специальной атмосфере для химико-термической обработки (цементация, азотирование); компактностью и пр.

  Большая часть Э. п. с. — косвенного действия; в них электрическая энергия превращается в тепловую при протекании тока через нагревательные элементы и передаётся нагреваемым изделиям излучением, конвекцией либо теплопроводностью. Печь состоит из рабочей камеры, образованной футеровкой из слоя огнеупорного кирпича, несущего на себе изделия и нагреватели и изолированного от металлического кожуха теплоизоляционным слоем (рис. 1 ). Работающие в камере печи детали и механизмы, а также нагревательные элементы выполняются из жаропрочных и жароупорных сталей и других жароупорных материалов. Для нагрева больших партий одинаковых деталей применяют печи непрерывного действия (методические), в которых изделия непрерывно перемещаются от одного торца к другому. Производительность таких печей больше, нагрев изделий более однороден, расход энергии меньше; как правило, они в высокой степени механизированы. В Э. п. с. с рабочими температурами до 700° С (как периодического действия, так и в методических) широко используется принудительная циркуляция газов с помощью вентиляторов, встраиваемых в печь или вынесенных из печи вместе с нагревателями в электрокалориферы. Э. п. с. косвенного действия для расплавления легкоплавких металлов (свинец, баббит, алюминиевые и магниевые сплавы) конструируются либо в виде печей с металлическим тиглем и наружным обогревом, либо в виде отражательных печей с ванной и расположенными над ней в своде нагревателями. К лабораторным Э. п. с. относятся небольшие трубчатые, муфельные и камерные печи, а также термостаты и сушильные шкафы.

  В печах прямого действия изделие (пруток, труба) непосредственно нагревается протекающим через него током (рис. 2 ), что позволяет сосредоточить в нём большую мощность и обеспечить очень быстрый нагрев (секунды, доли минуты).

  Почти все промышленные и лабораторные печи снабжаются автоматическим регулированием температурного режима.

  Лит.: Свенчанский А. Д., Электрические промышленные печи, 2 изд., ч. 1., М., 1975.

  А. Д. Свенчанский.

Рис.2. Схема устройства печи сопротивления прямого действия: 1 - нагреваемое изделие; 2 - понизительный трансформатор; 3, 4 - контакты.

Рис. 1. Схема устройства камерной печи сопротивления периодического действия: 1 - нагревательные элементы; 2 - огнеупорная часть кладки; 3 - теплоизоляция; 4 - жароупорная подовая плита.

(обратно)

Электрическая постоянная

Электри'ческая постоя'нная (по старой терминологии — диэлектрическая проницаемость вакуума), коэффициент пропорциональности e0 в Кулона законе , определяющем силу взаимодействия двух покоящихся точечных электрических зарядов. В Международной системе единиц (СИ)  ф/м = (8.85418782 ± 0,00000007) ф/м. В СГС системе единиц (гауссовой) e0 принимают равной единице (безразмерной). В отличие от диэлектрической проницаемости e (зависящей от типа вещества, температуры, давления и других параметров) e0 зависит только от выбора системы единиц.

(обратно)

Электрическая прочность

Электри'ческая про'чность, напряжённость однородного электрического поля, при которой наступает пробой диэлектриков . При определении Э. п. для исключения теплового пробоя измерения производятся, как правило, в импульсном режиме, но импульсы напряжения должны быть достаточно длительными, чтобы процессы, приводящие к Э. п., протекали без перенапряжений. Такими процессами являются ударная ионизация либо туннельное просачивание, либо то и другое.

  При напряжениях выше Э. п. диэлектрик становится проводником (когда напряжённость электрического поля Е достигает пробивной Епр , электропроводность скачкообразно возрастает). Переход в проводящее состояние часто приводит к разрушению материала из-за перегрева. Э. п. обладают все газы, в том числе пары металлов, твёрдые и жидкие диэлектрики. У слюды, кварца и других хороших диэлектриков Э. п. достигает 106 —107 в/см; в тщательно очищенных и обезгаженных жидких диэлектриках Э. п. также достигает 106 в/см; в газах Э. п. зависит от давления и других условий и составляет для воздуха при нормальных условиях и толщине слоя порядка 1 см около 3×104 в/см; у полупроводников (Ge, Si) Э. п. порядка 105 в/см, однако при очень низких температурах, когда пробой вызывается ударной ионизацией примесей, Э. п. в Ge порядка 5 в/см.

(обратно)

Электрическая разведка

Электри'ческая разве'дка, электроразведка, группа методов разведочной геофизики, основана на изучении естественных или искусственно возбуждаемых электрических и электромагнитных полей в земной коре. Физическая основа Э. р. — различие горных пород и руд по их удельному электрическому сопротивлению, диэлектрической проницаемости, магнитной восприимчивости и другим свойствам.

  Впервые Э. р. для поисков полезных ископаемых применили в конце 19 в. К. Барус (США) и Е. И. Рагозин (Россия). В 1912 К. Шлюмберже (Франция) разработал и практически использовал методы, основанный на исследовании постоянных электрических полей. В 1919—22 К. Лундберг и Х. Зундберг (Швеция) положили начало методам Э. р., изучающим переменные электромагнитные поля. Первые электроразведочные работы в СССР выполнил в 1924 А. А. Петровский. При этом изучались естественные электрические поля, возникающие в результате электрохимических процессов, происходящих на контакте руды с вмещающими породами.

  По характеру исследуемых электромагнитных полей методы Э. р. делятся на несколько групп.

  Методы кажущегося сопротивления. Основаны на изучении постоянных электрических полей, создаваемых в земной коре двумя заземлёнными проводниками (заземлениями), подключенными к полюсам источника постоянного тока. Электрическое поле исследуется при помощи измерительной цепи, состоящей из двух заземлений и прибора для измерения разности потенциалов между этими заземлениями. Результаты измерений выражаются в виде т. н. кажущегося сопротивления, изменение которого даёт представление о геологическом строении исследуемой площади.

  Методы электрохимической поляризации. Этими методами изучают электрические поля, возникающие вокруг рудных залежей, минерализованных зон и других геологических объектов вследствие их электрической поляризации. Причиной поляризации могут быть естественные электрохимические процессы, в которых участвует рудное тело (окисление, восстановление и др.), либо электрохимические процессы, искусственно вызванные пропускаемым током. По распределению потенциалов этого поля определяют наличие поляризующихся объектов и их положение. Основная область применения — поиски рудных месторождений.

  Методы магнитотеллурического поля. С помощью этих методов исследуется переменная составляющая естественного электромагнитного поля Земли. Глубина проникновения магнитотеллурического поля в землю благодаря скин-эффекту зависит от его частоты, поэтому поведение низких частот поля (сотые и тысячные доли гц ) отражает строение земной коры на глубинах в несколько км, а более высоких частот (десятки и сотни гц ) — на глубинах в несколько десятков м. Исследование зависимости измеренных электрических и магнитных компонент поля от его частоты позволяет изучать геологическое строение исследуемой территории.

  Методы электромагнитного зондирования позволяют изучать геологический разрез в вертикальном направлении. Измерения проводятся в одной и той же точке профиля при изменении расстояния между электродами (дистанционное зондирование) или изменении частот электромагнитного поля (частотное зондирование). Электромагнитные зондирования применяются главным образом для изучения полого залегающих геологических структур (в т. ч. благоприятных для скопления нефти и газа). Индуктивные (или электромагнитные) методы. При работе этими методами поле возбуждается индуктивным способом (незаземлёнными контурами с переменным током). См. Электромагнитная разведка . Радиоволновые методы основаны на изучении поглощения радиоволн при их распространении в горных породах. Основной радиоволновой метод — радиоволновое просвечивание, при котором в одной из скважин или горных выработок помещается радиопередатчик, а в соседних измеряется напряжённость электромагнитного поля. Хорошо проводящие рудные залежи, находящиеся в пространстве между скважинами или выработками, поглощают большей частью электромагнитного поля и создают в области измерений радиотень. По её положению и размерам устанавливают наличие рудных тел и их контуров. Изучение геологического строения приповерхностных частей геологического разреза (до глубин 20—30 м ) основано на использовании полей радиовещательной станций, распространяющихся вдоль поверхности земли и индуцирующих в проводящих объектах вторичные токи.

  По характеру решаемых геологических задач выделяют рудную, структурную и инженерно-геологическую Э. р. Специфическая область применения — археология, гляциология и др. Существуют наземные, воздушные, скважинно-рудничные и морские модификации Э. р.

  Электроразведочная аппаратура состоит из источников тока, источников электромагнитного поля и измерительных устройств. Источники тока — батареи сухих элементов, генераторы и аккумуляторы; источники поля — заземлённые на концах линии или незаземлённые контуры, питаемые постоянным или переменным током. Измерительные устройства состоят из входного преобразователя (датчика поля), системы промежуточных преобразователей сигнала, преобразовывающей сигнал для его регистрации и фильтрующей помехи, и выходного устройства, обеспечивающего измерение сигнала. Электроразведочная аппаратура, предназначенная для изучения геологического разреза на глубине, не превышающей 1—2 км, изготавливается в виде лёгких переносимых комплектов. Для изучения больших глубин применяются электроразведочные станции .

  При первичной обработке результатов полевых наблюдений вычисляют кажущиеся сопротивления, потенциалы постоянных полей и др.; представляют их в виде графиков, карт, таблиц. В процессе дальнейшей геологической интерпретации проводится сравнение наблюдаемого поля с результатами теоретически рассчитанных моделей геологического разреза, используются сведения об электромагнитных свойствах пород, результаты работ другими методами.

  Применение Э. р. позволяет удешевить и ускорить геологические исследования за счёт сокращения объёма дорогостоящих горно-проходческих и буровых работ. Развитие Э. р. связано с разработкой новых методов, увеличением исследуемой глубины земной коры и повышением степени надёжности получаемых результатов.

  Лит: Заборовский А. И., Электроразведка, М., 1963; Якубовский Ю. В., Электроразведка, М., 1973; Якубовский Ю. В., Ляхов Л. Л., Электроразведка, 3 изд., М., 1974.

  Ю. В. Якубовский.

(обратно)

Электрическая сепарация

Электри'ческая сепара'ция, разделение сыпучих тонкозернистых или измельченных полезных ископаемых и материалов (абразивы, промышленные отходы: и т. п.) в электрическом поле сепаратора . При Э. с. частицы в зависимости от электрических свойств, химического состава, размеров, плотности и т. п. получают различные электрические заряды и рассортировываются в бункера.

  Методы Э. с.: электростатические (использующие различия в электропроводности, электризации трением, диэлектрической проницаемости, пироэлектрический эффект), коронные, трибоадгезионные, флюидизационно-электростатические и комбинированные (например, коронно-электростатические). При разделении по электропроводности хорошо проводящие частицы, соприкасаясь с электродом, получают одноимённый заряд и отталкиваются от электрода, а остальные практически не заряжаются. При трибоэлектростатических методах частицы заряжаются при распылении, ударе и трении о поверхность аппарата; разнородные частицы заряжаются одинаково по величине, но различно по знаку. При пироэлектрической сепарации нагретые смеси охлаждаются, соприкасаясь с холодным барабаном (электрод). Одни компоненты смеси поляризуются, а другие остаются незаряженными. Метод диэлектрической сепарации минеральных смесей основан на различии в траекториях частиц с различной диэлектрической проницаемостью в неоднородном электрическом поле. При коронной сепарации коронный разряд создается в воздухе между электродом в виде острия и заземлённым электродом (барабанном). Проводящие частицы отдают свои заряд заземлённому электроду. Трибоадгезионная сепарация основана на использовании явлений поляризации трением и адгезии (прилипания); исходные материалы разделяются на барабанных сепараторах в основном по размеру частиц и их химическому составу. При флюидизационно-электростатической сепарации в псевдосжиженном (кипящем) слое частицы заряжаются во время трения друг о друга и о стенки аппарата и разделяются при прохождении через электростатические поля, образованные сетчатыми электродами.

  В СССР и за рубежом (США, Канада, Швеция и др.) получили распространение электростатические, коронные и трибоадгезионные методы Э. с. На электростатических сепараторах обогащаются материалы крупностью 1,2 (1,5)—0,05 мм, на коронных—до 8 мм (можно выделять фракции 50—0 мкм ), на трибоадгезионных классифицируются в любом диапазоне материалы до 5 мм (можно выделять фракции 20—0 мкм ), на флюидизационно-электростатических — в любом диапазоне порошки 100—0 мкм.

  Извлечение полезного компонента около 92—98%, содержание его в концентрате 95—97%. Расход электроэнергии на процесс около 0,1 (квт ·ч )/т.

  Первые попытки использовать электрическое поле для Э. с. известны с конца 19 в.; в 1901 изобретён электрический сепаратор (США), в 1936 — коронный, в 1952 — трибоадгезионный, в 1961 — диэлектрический (непрерывнодействующий), в 1967 — флюидизационно-электростатический (все в СССР). Серийно электросепараторы изготавливают в СССР с 1971.

  Лит.: Олофинский Н. Ф., Новикова В. А., Трибоадгезионная сепарация, М., 1974; Волкова 3. В., Жусь Г. В., Кузьмин Д. В., Диэлектрическая сепарация различных поликонцентратов и материалов, М., 1975; Олофинский Н. Ф., Электрические методы обогащения, 4 изд., М., 1977; Ревнивцев В. И., Олофинский Н. Ф., Состояние и перспективы развития электросепарации полезных ископаемых и материалов, М., 1977 (Всемирный электротехнический конгресс. Москва. 1977. Секция 4Б. Доклад 58).

  Н. Ф. Олофинский.

(обратно)

Электрическая сеть

Электри'ческая сеть, совокупность устройств, служащих для передачи и распределения электроэнергии от ее источников к электроприёмникам. Э. с. общего назначения, по которым передается и распределяется около 98% всей вырабатываемой электроэнергии, объединяют электростанции и потребителей электроэнергии в электрические системы, а также системы между собой посредством воздушных и кабельных линий электропередачи (ЛЭП). Э. с. обеспечивают надёжное централизованное электроснабжение территориально рассредоточенных потребителей при требуемом качестве электроэнергии и высоких экономических показателях. Существуют также Э. с., не связанные с линиями электропередачи, автономные сети (самолётные, судовые, автомобильные и др.).

  Э. с. можно классифицировать по ряду признаков. Так, по назначению различают: питающие и распределительные сети, служащие соответственно для передачи и распределения электрической энергии от узловых подстанций до электроприёмников (городских, промышленных, с.-х. и других потребителей). В зависимости от напряжения Э. с. делят на две группы: до 1 кв и выше 1 кв. Кроме того, различают Э. с. по роду тока — сети переменного и постоянного тока, по исполнению — воздушные и кабельные сети: по конфигурации — кольцевые и радиальные; по режиму нормальной работы — разомкнутые и замкнутые и т. д. Кроме линий электропередачи, в состав Э. с. входят подстанции электрические для преобразования, распределения электроэнергии и управления режимом работы сети (повышения и понижения напряжения, преобразования трёхфазного переменного тока в постоянный и наоборот, изменения числа отходящих линий по сравнению с числом подходящих и т. д.). Понижение (или повышение) напряжения происходит обычно несколькими ступенями. Каждой ступени напряжения соответствует своя сеть линий электропередачи и электрических подстанций, через которые электрическая энергия поступает в сеть следующей ступени напряжения. Э. с. получаются как бы многоярусными, состоящими из ряда взаимосвязанных сетей различного напряжения.

  Преимущественное распространение получили Э. с. переменного тока. В СССР приняты номинальные напряжения для таких Э с.: 12, 24, 36, 48, 60, 127, 220, 380, 660 в ; 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 кв. Э. с. напряжением до 220 в применяют для питания электроприёмников малой мощности (осветительные бытовые приборы, электрические аппараты и др.). В условиях повышенной опасности, например для местного освещения рабочих мест на промышленных предприятиях, используют напряжение не выше 36 в , а в шахтах — 12 в. Э. с. напряжением 380 в—10 кв предназначаются для питания более мощных электроприёмников, главным образом крупных электродвигателей. Э. с. напряжением 6 кв и выше используют в основном для передачи и распределения электроэнергии с последующим понижением напряжения. Питающие сети и большая часть распределит, сетей выполняются воздушными линиями электропередачи. Однако в плотно застроенной местности, в районах с тяжёлыми климатическими условиями (часты гололёд, ветры, грозы), с ценными с.-х. угодьями и т. п. получили распространение кабельные Э. с., которые выполняются главным образом подземными, а также подводными, в некоторых случаях — надземными. Максимальное напряжение питающих кабельных Э. с. переменного тока в СССР — 500 кв, пропускная способность 0,5 Гвт. Известны также кабельные Э. с. напряжением 750 кв (например, во Франции). Распределительные Э. с. постоянного тока служат главным образом для электроснабжения городского и частично ж.-д. электротранспорта и некоторых электрохимических предприятий. Питающие Э. с. постоянного тока применяют: для сверхдальней передачи потоков электроэнергии более 5 Гвт без промежуточных отборов на расстояния свыше 1500 км (например, линия Экибастуз — Центр в СССР напряжением 750 кв, протяжённостью 2500 км, с передаваемой мощностью 6 Гвт ), для связи электрических систем переменного тока с разными частотами (принято в Японии, Канаде); для связи (при ограниченной пропускной способности) между крупными объединениями энергосистем (например, линия Волгоград — Донбасс напряжением ± 400 кв, Тихоокеанская передача в США напряжением ± 400 кв ), для передачи электроэнергии по кабельным линиям через водные пространства (линия Швеция — о. Готланд напряжением 100 кв , линия Великобритания — Франция напряжением ± 100 кв ). Общая длина питающих линий постоянного тока во всём мире менее 1% длины питающих линий переменного тока.

  Рост единичной мощности электростанций и размещение крупнейших электростанций в Азиатской части СССР вызывают необходимость интенсивного роста пропускной способности Э. с., увеличения расстояний передачи электроэнергии. Эти положения определяют основные направления в развитии Э. с. Высшее номинальное напряжение воздушной Э. с. переменного тока в СССР и США в 70-е гг. 20 в. достигло 750 кв (пропускная способность 2,5 Гвт на одну цепь). Ближайшая следующая ступень напряжения — 1150 кв (около 6 Гвт ), а в перспективе — 1500 кв (до 15 Гвт ). Сооружение воздушных линий и открытых подстанций переменного тока ещё более высоких напряжений сдерживается главным образом резким возрастанием при этом габаритов опорных конструкций, ограниченными возможностями воздушной изоляции, экологическими факторами. Предполагаемое максимально возможное напряжение воздушной Э. с. постоянного тока ± 1100 кв при пропускной способности до 15 Гвт. Дальнейшее повышение пропускной способности Э. с. требует принципиально новых технических решений, например создания ЛЭП новых видов с проводами, имеющими газовую изоляцию (элегаз, фреон) и прокладываемыми в герметизированных трубах диаметром до 3 м. Пропускная способность таких Э. с. переменного тока напряжением 500 кв к 1977 составила 6,5 Гвт. Принципиально возможно создание линий с газовой изоляцией напряжением до 3000 кв с пропускной способностью 180 Гвт.

  Лит.: Электрические системы, т. 1—7, М., 1970—77; Холмский В. Г., Расчёт и оптимизация режимов электрических сетей, М., 1975; Тиходеев Н. Н., Передача электроэнергии сегодня и завтра, Л., 1975.

  Д. В. Холмский.

(обратно)

Электрическая станция

Электри'ческая ста'нция, см. Электростанция .

(обратно)

Электрическая схема

Электри'ческая схе'ма, графическое изображение электрической цепи , в котором реальные элементы представлены в виде условных обозначений. Различают Э. с.: принципиальные, отражающие функциональные элементы электрической цепи и связи между ними; монтажные (подключения и соединения), на которых указывается расположение элементов цепи и соединительных проводов; развёрнутые, в которых условные обозначения элементов располагают в соответствии с принципом действия устройства и удобством чтения схемы; расчётные, в которых все элементы или некоторые из них представлены т. н. схемами замещения. В расчётных схемах источники эдс, источники тока, сопротивления, индуктивности, ёмкости и т. п. считаются элементами с сосредоточенными параметрами. Э. с. используют при изучении работы электрических цепей, расчёте их режимов.

(обратно)

Электрическая цепь

Электри'ческая цепь , совокупность источников, приёмников электрической энергии и соединяющих их проводов. Кроме этих элементов, в Э. ц. могут входить выключатели, переключатели, предохранители и другие электрические аппараты защиты и коммутации, а также измерит, и контрольные приборы. В Э. ц. осуществляются передача, распределение и преобразование электрической (электромагнитной) или других видов энергии, связанные с наличием в цепи электрического тока , разности потенциалов , электродвижущей силы (эдс) и т. п. В источниках осуществляется преобразование какого-либо вида энергии в электрическую, приёмники преобразуют электрическую энергию в тепловую, механическую и др. Режим Э. ц. характеризуется значениями токов и напряжений на всех участках. Связь между токами, эдс и напряжениями в Э. ц. описывается законами Кирхгофа (см. Кирхгофа правила ). Основные элементы Э. ц. резисторы , в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую, индуктивности катушки , запасающие энергию в магнитных полях токов, проходящих в их обмотках, и конденсаторы электрические , накапливающие энергию в электрических полях зарядов на обкладках.

  Э. ц. называется цепью с сосредоточенными параметрами, если каждый из её элементов может быть отнесён к одной точке цепи. Процессы в таких цепях описываются обыкновенными дифференциальными уравнениями. Э. ц. называется цепью с распределёнными параметрами, если необходимо учитывать геометрические размеры её элементов. Такие цепи описываются дифференциальными уравнениями в частных производных.

  Э. ц. называется линейной, если она состоит из элементов, у которых зависимость между током и напряжением, током и потокосцеплением, зарядом и напряжением линейная. В противном случае Э. ц. называется нелинейной. Для линейных Э. ц. законы Кирхгофа записываются в виде системы линейных уравнений, в результате решения которой определяется режим работы Э. ц. В линейных Э. ц. справедлив суперпозиции принцип . Расчёт нелинейных Э. ц. производится графическими или численными методами с использованием приближения и интерполирования функций.

  Различают Э. ц. постоянного тока и Э. ц. переменного тока, среди последних наиболее распространены цепи гармонического тока. В них эдс и токи представляют собой синусоидальные функции времени одной частоты. При расчёте режимов Э. ц. гармонического тока пользуются символическим методом. Большое распространение получили трёхфазные цепи . Э. ц. можно представить в виде соединения двухполюсников (источники, приёмники электрической энергии), четырехполюсников (линии связи, усилители, трансформаторы и др.) или многополюсников (сумматоры ЭВМ, запоминающие устройства и др.). Понятие Э. ц. применяют в электротехнике, радиотехнике, автоматике, бионике и др.

  Лит.: Основы теории цепей. 4 изд., М., 1975.

  П. В. Ермуратский.

(обратно)

Электрические измерения

Электри'ческие измере'ния, измерения электрических величин: электрического напряжения, электрического сопротивления, силы тока, частоты и фазы переменного тока, мощности тока, электрической энергии, электрического заряда, индуктивности, электрической ёмкости и др. Э. и. — один из распространённых видов измерений. Благодаря созданию электротехнических устройств, преобразующих различные неэлектрические величины в электрические, методы и средства Э. и. используются при измерениях практически всех физических величин. Область применения Э. и.: научные исследования в физике, химии, биологии и др.; технологические процессы в энергетике, металлургии, химической промышленности и др.; транспорт; разведка и добыча полезных ископаемых; метеорологические и океанологические работы; медицинская диагностика; изготовление и эксплуатация радио и телевизионных устройств, самолётов и космических аппаратов.

  Большое разнообразие электрических величин, широкие диапазоны их значений, требования высокой точности измерений, разнообразие условий и областей применения Э. и. обусловили многообразие методов и средств Э. и. Измерение «активных» электрических величин (силы тока, электрического напряжения и др.), характеризующих энергетическое состояние объекта измерений, основывается на непосредственном воздействии этих величин на средство Э. и. и, как правило, сопровождается потреблением некоторого количества электрической энергии от объекта измерений (см. Амперметр, Векторметр , Вольтметр , Логометр , Ваттметр , Счётчик электрический , Частотомер ). Измерение «пассивных» электрических величин (электрического сопротивления, его комплексных составляющих, индуктивности, тангенса угла диэлектрических потерь и др.), характеризующих электрические свойства объекта измерений, требует возбуждения объекта измерений посторонним источником электрической энергии и измерения ответной реакции (см. Омметр , Мегомметр , Индуктивности измерители , Ёмкости измеритель , Добротности измеритель ).

  Методы и средства Э. и. в цепях постоянного и переменного тока существенно различаются. В цепях переменного тока они зависят от частоты и характера изменения величин, а также от того, какие характеристики переменных электрических величин (мгновенные, действующие, максимальные, средние) измеряются. Для Э. и. в цепях постоянного тока наиболее широко применяют измерительные магнитоэлектрические приборы и цифровые измерительные устройства . Для Э. и. в цепях переменного тока — электромагнитные приборы , электродинамические приборы , индукционные приборы , электростатические приборы , выпрямительные электроизмерительные приборы , осциллографы , цифровые измерительные приборы. Некоторые из перечисленных приборов применяют для Э. и. как в цепях переменного, так и постоянного тока (см. Электроизмерительный комбинированный прибор ).

  Значения измеряемых электрических величин заключаются примерно в пределах: силы тока — от 10-16 до 105 а, напряжения — от 10-9 до 107 в, сопротивления — от 10-8 до 1016 ом, мощности — от 10-16 вт до десятков Гвт, частоты переменного тока — от 10-3 до 1012 гц. Диапазоны измеряемых значений электрических величин имеют непрерывную тенденцию к расширению. Измерения на высоких и сверхвысоких частотах, измерение малых токов и больших сопротивлений, высоких напряжений и характеристик электрических величин в мощных энергетических установках выделились в разделы, развивающие специфические методы и средства Э. и. (см. Радиоизмерения , Диэлектрические измерения , Высоких напряжений техника , Импульсная техника , Импульсная техника высоких напряжений). Расширение диапазонов измерений электрических величин связано с развитием техники электрических измерительных преобразователей, в частности с развитием техники усиления и ослабления электрических токов и напряжений (см. Электрических сигналов усилитель , Делитель напряжения , Шунт , Измерительный трансформатор ). К специфическим проблемам Э. и. сверхмалых и сверхбольших значений электрических величин относятся борьба с искажениями, сопровождающими процессы усиления и ослабления электрических сигналов, и разработка методов выделения полезного сигнала на фоне помех.

  Пределы допускаемых погрешностей Э. и. колеблются приблизительно от единиц до 10-4 %. Для сравнительно грубых измерений пользуются измерительными приборами прямого действия. Для более точных измерений используются методы, реализуемые с помощью мостовых и компенсационных электрических цепей (см. Компенсационный метод измерений , Потенциометр , Мост измерительный ).

  Применение методов Э. и. для измерения неэлектрических величин основывается либо на известной связи между неэлектрическими и электрическими величинами, либо на применении измерительных преобразователей (датчиков ). Для обеспечения совместной работы датчиков с вторичными измерительными приборами, передачи электрических выходных сигналов датчиков на расстояние, повышения помехоустойчивости передаваемых сигналов применяют разнообразные электрические промежуточные измерительные преобразователи, выполняющие одновременно, как правило, функции усиления (реже, ослабления) электрических сигналов, а также нелинейные преобразования с целью компенсации нелинейности датчиков. На вход промежуточных измерительных преобразователей могут быть поданы любые электрические сигналы (величины), в качестве же выходных сигналов наиболее часто используют электрические унифицированные сигналы постоянного, синусоидального или импульсного тока (напряжения). Для выходных сигналов переменного тока используется амплитудная, частотная или фазовая модуляция. Всё более широкое распространение в качестве промежуточных измерительных преобразователей получают цифровые преобразователи.

  Комплексная автоматизация научных экспериментов и технологических процессов привела к созданию комплексных средств Э. и. измерительных установок, измерительно-информационных систем , а также к развитию техники телеметрии , радиотелемеханики .

  Современное развитие Э. и. характеризуется использованием новых физических эффектов: (например, Джозефсона эффекта , Холла эффекта ) для создания более чувствительных и высокоточных средств Э. и., внедрением в технику Э. и. достижении электроники, микроминиатюризацией средств Э. и., сопряжением их с вычислительной техникой, автоматизацией процессов Э. и., а также унификацией метрологических и других требований к ним. В СССР разработана агрегатированная система средств электроизмерительной техники — АСЭТ. С 1 июля 1978 введён в действие ГОСТ 22261—76 «Средства измерений электрических величин. Общие технические условия», регламентирующий единые технические, в частности метрологические, требования к средствам Э. и. (см. Измерительная техника ).

  Лит: Электрические измерения. Средства и методы измерений, (Общий курс), под ред. Е. Г. Шрамкова, М., 1972; Основы электроизмерительной техники, под ред. М. И. Левина М., 1972; Илюкович А. М., Техника электрометрии, М., 1976; Шваб А., Измерения на высоком напряжении, пер. с нем., М., 1973; Электрические измерительные преобразователи, под ред. Р. Р. Харченко, М. — Л., 1967; Цапенко М. П., Измерительные информационные системы, 1974.

  В. П. Кузнецов.

(обратно)

Электрические колебания

Электри'ческие колеба'ния, электромагнитные колебания в системе проводников в случае, когда можно не учитывать электромагнитные поля в окружающем пространстве, а рассматривать только движения электрических зарядов в проводниках. Обычно это возможно в так называемых квазистационарных системах с размерами, малыми по сравнению с длиной электромагнитной волны.

(обратно)

Электрические органы

Электри'ческие о'рганы, парные образования у ряда рыб, способные генерировать электрические разряды; служат для защиты, нападения, внутривидовой сигнализации и ориентации в пространстве. Э. о. развились в процессе эволюции независимо у нескольких неродственных групп пресноводных и морских рыб. Были широко представлены у ископаемых рыб и бесчелюстных; известны у более 300 современных видов. Расположение, форма и строение Э, о. у различных видов разнообразны. Они могут находиться симметрично по бокам тела в виде почкоподобных образований (электрические скаты и электрические угри) или подкожного тонкого слоя (электрический сом), нитевидных цилиндрических образований (мормириды и гимнотиды), в подглазничном пространстве (американский звездочёт), могут составлять, например, до 1 /6 (электрические скаты) и 1 /4 (электрические угри и сом) массы (рыбы. Каждый Э. о. состоит из многочисленных собранных в столбики электрических пластинок (ЭП) — видоизменённых (уплощённых) мышечных, нервных или железистых клеток, мембраны которых являются электрическими генераторами. Кол-во ЭП и столбиков в Э. о. разных видов рыб различно: у электрического ската около 600 расположенных в виде пчелиных сотов столбиков по 400 ЭП в каждом, у электрического угря — 70 горизонтально размещенных столбиков по 6000 ЭП в каждом, у электрического сома ЭП (около 2 млн.) распределены беспорядочно. ЭП в каждом столбике соединены последовательно, а электрические столбики — параллельно. Э. о. иннервируются ветвями блуждающего, лицевого и языкоглоточного нервов, подходящими к электроотрицательной стороне ЭП. Разность потенциалов, развиваемая на концах Э. о., может достигать 1200 в (электрический угорь), а мощность разряда в импульсе от 1 до 6 квт (Torpedo occidentalis). Разряды излучаются сериями залпов, форма, продолжительность и последовательность которых зависят от степени возбуждения и вида рыбы. Частота следования импульсов связана с их назначением (например, электрический скат излучает 10—12 «оборонных» и от 14 до 562 «охотничьих» импульсов в сек в зависимости от размера жертвы). Величина напряжения в разряде колеблется от 20 (электрические скаты) до 600 в (электрические угри), сила тока — от 0,1 (электрический сом) до 50 а (электрические скаты). Рыбы, обладающие Э. о., переносят без вреда напряжения, которые убивают рыб, не имеющих Э. о. (электрический угорь — до 220 в ). Электрические разряды крупных рыб опасны для человека.

  Лит.: Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967; Протасов В. Р., Биоэлектрические поля в жизни рыб, М., 1972; Лаздин А. В., Протасов В. Р., Электричество в жизни рыб, М., 1977.

  В. Р. Протасов.

Электрический скат: а — электрические органы.

(обратно)

Электрические системы

Электри'ческие систе'мы , совокупность объединённых для параллельной работы электростанций , линии электропередачи , преобразовательных подстанций и потребителей электроэнергии. Э. с. имеет общий резерв и централизованное оперативно-диспетчерское управление для координации работы станций, подстанций и сетей. Часто Э. с. отождествляют с электроэнергетическими системами (ЭЭС), охватывающими теплоэлектроцентрали и тепловые сети. Электроэнергетическая система наряду с централизованным электроснабжением осуществляет централизованное теплоснабжение городов и промышленных центров. В научно-техническом плане переход к более широкому понятию — «ЭЭС» означает рассмотрение и не только электрической части системы и происходящих в ней электрических и электромеханических процессов, но и учёт связанных и с ними механических и тепломеханических процессов, протекающих в турбинах, котлах, трубопроводах.

  ЭЭС различают по установленной мощности , наличию связей с другими системами, структуре, генерирующим мощностям, территориальному охвату, плотности нагрузки, конфигурации. По установленной мощности системы разделяются (в первом приближении) на 3 группы: системы мощностью свыше 5 Гвт, от 1 до 5 Гвт, до 1 Гвт (к последней группе относятся также автономные системы электроснабжения, в том числе системы подвижных объектов — кораблей, самолётов и др.). Структура ЭЭС и установленная мощность зависят от типа и мощности входящих в систему электростанций (тепловых, гидроэлектрических, атомных и др.). Конфигурация ЭЭС и её коммутация могут быть различными (под конфигурацией системы понимается взаимное расположение входящих в ЭЭС электростанций, основных электрических сетей или, в случае объединённой системы, отдельных подсистем; под коммутацией ЭЭС понимаются связи между электростанциями и центрами потребления электроэнергии). Отдельные ЭЭС соединены между собой (в электрической части) магистральными связями, служащими для однонаправленной передачи мощности из одной системы в другую, и межсистемными связями , предназначенными для взаимного обмена мощностью.

  Работа Э. с. (или ЭЭС) характеризуется режимом — совокупностью процессов, определяющих в любой момент времени значения мощностей, напряжений, токов, частоты и других величин, меняющихся в процессе работы системы. Различают установившийся и переходный режимы работы ЭЭС. При установившемся режиме ЭЭС мощность, напряжения, токи и т. д. практически неизменны; при переходном режиме они меняются либо в результате управления, т. н. целенаправленного воздействия персонала или автоматических устройств, — нормальные переходные процессы, либо под действием появившихся случайных возмущений, нарушающих режим системы, аварийные переходные процессы. Соответственно различают нормальный режим, т. е. работу ЭЭС в заданных условиях, при нормальных показателях электроэнергии качества , и аварийный режим, т. е. работу ЭЭС при возникновении в ней аварий, или при показателях качества электроэнергии, отличных от нормальных. Послеаварийный режим определяется как состояние системы после устранения аварийных условий. Качество работы Э. с. в первую очередь зависит от надёжности электроснабжения и показателей качества электроэнергии. Надёжность ЭЭС в целом определяется главным образом устойчивостью э. с. и их способностью противостоять развитию аварий, т. е. живучестью системы. Надёжная работа ЭЭС при авариях в значит. мере обеспечивается противоаварийной автоматикой, содержащей автоматическое регулирование возбуждения , релейную защиту , а также профилактическую защиту, сообщающую о состоянии элементов системы и возникающей опасности их отказа. Противоаварийная автоматика содержит автоматическую разгрузку по частоте (АРЧ), а в ряде случаев и по напряжению (отключение части потребителей при опасном изменении этих параметров режима), автоматическое включение резерва (АРВ), автоматическое повторное включение (АПВ) элементов системы, автоматическую ликвидацию асинхронного хода у части системы, а также ряд других мероприятий.

  Основная задача ЭЭС — обеспечить централизованное энергоснабжение при едином оперативно-диспетчерском регулировании процессов производства, передачи и распределения электроэнергии. В СССР управление работой ЭЭС возложено на диспетчерские службы районных энергоуправлений, подчинённых объединённым диспетчерским управлениям (ОДУ) ЭЭС. Оперативно-диспетчерское управление работой объединённых ЭЭС (ОЭЭС) осуществляется Центральным диспетчерским управлением Единой энергетической системы СССР (см. Энергосистемы диспетчерское управление ).

  Достижение оптимального уровня электрификации страны при наиболее экономичном и бесперебойном электроснабжении требует решения многих научных задач, в том числе по оптимизации развития и оперативному управлению работой ЭЭС. При решении этих задач широко используют системный подход , системный анализ и средства кибернетики .

  Создание ЭЭС обеспечивает экономически целесообразное увеличение мощности электрических станций и энергоагрегатов; повышает надёжность энергоснабжения за счёт более гибкого маневрирования резервами Э. с.; снижает общий (совмещенный) максимум нагрузки вследствие несовпадения суточных пиков нагрузки по отд. районам, что приводит к снижению потребной мощности в объединённой энергосистеме; позволяет устанавливать наиболее выгодные режимы работы для различных типов электростанций и агрегатов; способствует сокращению перевозок топлива и широкому использованию гидроэнергетических ресурсов, часто удалённых от основных потребителей электроэнергии на значительные расстояния.

  Создание связей между Э. с. усиленно ведётся также в странах Западной Европы и в США. Однако образование Единой Э. с. в национальном масштабе не увязывается с капиталистическим способом производства. Электроснабжение, осуществляемое отд. Э. с., связанными только взаимной продажей электроэнергии, часто не обеспечивает требуемого качества электроэнергии, что находит отражение в несоответствии развитой техники технико-экономическим и социальным условиям. Для преодоления этого несоответствия в США, например, пошли по пути создания т. н. пулов и сверхпулов — объединений частных компаний, задача которых заключается в совместной разработке и эксплуатации Э. с.

  В СССР развитие Э. с. неразрывно связано с концентрацией производства электроэнергии и централизацией её распределения. К 1970 было практически завершено создание Единой электроэнергетической системы Европейской части СССР (ЕЭЭС). В её состав вошли 61 районная ЭЭС и 7 ОЭЭС. Созданы ОЭЭС Сибири и Средней Азии. Большое развитие получила международная ЭЭС «Мир» , объединяющая ЭЭС стран — членов СЭВ (см. Энергетические объединения международные ).

  Лит.: Электрические системы. — 1—7, М., 1970—77; Веников В. Л., Мелентьев Л. А., Задачи оптимального оперативного управления в электроэнергетических системах, «Вести. АН СССР», 1975, №7; Чернухин А. А., Флакеерман Ю. Н., Экономика энергетики СССР, 2 изд., М., 1975; Виленский М. А., Экономические проблемы электрификации СССР, М., 1975; Мелентьев Л. А., Оптимизация развития и управления больших систем энергетики, М., 1976.

  В. А. Веников.

(обратно)

Электрические скаты

Электри'ческие ска'ты (Тогреdiniformes), отряд рыб, называемый иногда отрядом гнюсообразных. Тело уплощённое, почти круглое, толстое и мясистое. Длина до 1,8 м, весят до 90 кг. Имеют электрические органы , расположенные по бокам туловища. Обитают в тропических и субтропических морях, в основном на мелководье, некоторые виды — на глубине до 1000 м. Питаются преимущественно донными беспозвоночными. В отряде 3 семейства: Э. с., или гнюсы (Torpedinidae), Narkidae и Temeridae. Особенно широко распространено семейство Torpedinidae, включающее 7 родов с 30 видами. Наиболее богат видами род Torpedo, из которого более других известен обыкновенный Э. с. (Т. marmorata), знакомый ещё древним обитателям Средиземноморья: они использовали его для лечения подагры. У Новой Зеландии обитает слепой Э. с. (Typhlonarke aysoni). Промысловое значение Э. с. невелико.

  Лит.: Жизнь животных, т. 4, ч. 1, М., 1971.

  В. М. Макушок.

(обратно)

«Электрические станции»

«Электри'ческие ста'нции», ежемесячный производственно-технический журнал министерства энергетики и электрификации СССР и Центрального правления научно-технического общества энергетики и электротехнической промышленности. Издаётся в Москве с 1930. Освещает вопросы проектирования и эксплуатации электростанций, электросетей и энергосистем, опыт работы передовых производственных коллективов Минэнерго СССР. Тираж (1978) 10 тыс. экз.

(обратно)

Электрические токи

Электри'ческие то'ки в атмосфере, направленные движения заряженных частиц. В тропосфере и стратосфере Э. т. сводятся к токам конвекции i k , создаваемым переносом объёмных электрических зарядов потоками воздуха или силой тяжести, токам проводимости i п , вызванным электрическим полем атмосферы, и токам турбулентной диффузии i т , возникающим за счёт градиента плотности объёмных зарядов и турбулентного перемешивания в атмосфере. В ионосфере Э. т. создаются также вторжением солнечных корпускул и движением ионосферной плазмы в магнитном поле. Токи конвекции определяют разделение зарядов; их плотность, равная произведению плотности объёмных зарядов на скорость перемещения последних, может существенно меняться во времени и отличаться в разных районах, испытывая периодические суточные и сезонные вариации. В зонах хорошей погоды у земной поверхности вертикальная составляющая j k ~ 10-12 a ·m -2 , а горизонтальная j k может доходить до 10-9 — 10-8 a ·m -2 , внутри грозовых облаков вертикальная составляющая j k £ 10-6 a ·m -2 . Токи i п и i т ограничивают процесс разделения зарядов, вызванный токами конвекции. Плотность тока проводимости j п равна произведению напряжённости поля Е на электропроводность атмосферы l. В зонах хорошей погоды i п = (1—3)·10-12 а ·м -2 (см. также Атмосферное электричество ). Плотность тока j т может составлять заметную долю j п . В стационарных условиях вплоть до значит, высот можно принять, что Э. т. в атмосфере по вертикали постоянен, т. е. j k +j п +j т = const.

  Временные вариации суммарного для всей Земли Э. т. в основном повторяют вариации j k . Заметные токи возникают в атмосфере при коронировании заострённых предметов в сильном электрическом поле атмосферы, вызывая свечение, — т. н. Эльма огни . Значительные токи, доходящие до сотен тысяч ампер, возникают при разрядах молний .

  Лит.: Чалмерс Дж. А., Атмосферное электричество, пер. с англ., Л., 1974; Имянитов И. М., Чубарина Е. В., Шварц Я. М., Электричество облаков, Л., 1971.

  И. М. Имянитов.

(обратно)

Электрические часы

Электри'ческие часы', см. Часы .

(обратно)

Электрический аппарат

Электри'ческий аппара'т, электротехническое устройство, предназначенное для изменения, регулирования, измерения и контроля электрических и неэлектрических параметров различных устройств, машин, механизмов и т. п., а также для их защиты от перегрузок при недопустимых или аварийных режимах работы. Э. а. используются в системах защиты электрических сетей, в пускорегулирующих устройствах, применяемых в различных производственных процессах (особенно быстро протекающих), транспортных средствах, в системах автоматики и телемеханики, связи и др. Требования, предъявляемые к Э. а., определяются областью их применения, назначением, режимами работы и многими другими факторами.

  По выполняемым функциям Э. а. можно разделить на коммутационные, пускорегулирующие, регулирующие, ограничивающие, измерительные, контрольные. Однако чёткой границы между этими группами нет. Э. а. можно классифицировать также по принципу действия, в зависимости от того, какое физическое явление использовано в основе их устройства (например, электромагнитные, тепловые, индукционные Э. а.). Иногда действие одного Э. а. основывается на нескольких физических явлениях. Различают автоматические и неавтоматические Э. а. В пределах одной группы Э. а. разделяют: по классу точности, напряжению (высокое и низкое), роду тока (постоянный или переменный), способу защиты от окружающей среды (открытые, защищенные, герметизированные и др.), конструктивному исполнению и ряду других признаков.

  Коммутационные Э. а. предназначены для переключений электрических цепей (их коммутации) при нормальных режимах работы, когда действие Э. а. связано с изменением режимов работы цепи, включением и снятием напряжения, или для отключения цепи в аварийном режиме. В этот класс входят сравнительно простые неавтоматические аппараты (например, кнопки управления , рубильники , разъединители ) и более сложные автоматические устройства (например, высоковольтные выключатели). Частота операций, производимых Э. а. этого класса, сравнительно небольшая — от 1 операции в год до нескольких десятков операций в 1 сут.

  Пускорегулирующие Э. а. служат либо для пуска, регулирования частоты вращения и остановки электрических машин, либо для включения и отключения потребителей электроэнергии, а также регулирования процесса потребления энергии. К этому классу Э. а. относятся контакторы , контроллеры , магнитные пускатели , реостаты , дроссели электрические и др. Некоторые из этих Э. а. по непосредственно выполняемым функциям могут быть отнесены к коммутационным (например, магнитные пускатели, контроллеры), но отличаются от них относительно большей частотой выполняемых операций — до нескольких сотен или тыс. операций в 1 ч (см. Пускорегулирующая электроаппаратура ).

  Регулирующие Э. а. используются в электрических цепях для регулирования по заданному закону или поддержания на заданном уровне значений определённых параметров (например, регуляторы, поддерживающие неизменным ток или напряжение — стабилизаторы электрические ).

  Ограничивающие Э. а. служат для защиты электрических цепей в аварийных режимах работы и от токов перегрузки или для ограничения действующего значения токов короткого замыкания. К этому классу Э. а. относятся реакторы электрические , плавкие предохранители , разрядники .

  Измерительные Э. а. предназначены для измерения больших токов и напряжений с использованием стандартных измерительных приборов. К таким Э. а. относятся, например, трансформаторы тока и трансформаторы напряжения . Применение измерительных Э. а. позволяет обеспечить надёжное гальваническое разделение вторичных цепей (измерения и защиты) и первичных высоковольтных цепей.

  Контрольные Э. а. применяют для измерения и контроля заданных электрических параметров и для воздействия на цепь управления. Информация об изменении параметров поступает обычно на контрольные Э. а. от измерительных трансформаторов или преобразователей.

  Лит.: Чунихин А. А., Электрические аппараты, 2 изд., М., 1975: Таев И. С., Электрические аппараты автоматики и управления, М., 1975; Ройзен С. С., Стефанович Т. Х., Магнитные усилители в электроприводе и автоматике, М., 1970.

  А. М. Бронштейн.

(обратно)

Электрический вал

Электри'ческий вал, многодвигательный электропривод , обеспечивающий согласованное вращение двух или более механизмов, не связанных между собой механически. Наиболее распространён Э. в., в котором два исполнительных двигателя Д1 и Д2 (рис. ) соединены с рабочими машинами валами 1 и 2 и с асинхронными электродвигателями A1 и А2 . Статорные обмотки электродвигателей подключены к сети трёхфазного тока, а роторные соединены между собой через контактные кольца. Такое включение электродвигателей Д1 , Д2 , A1 и А2 при несинхронном вращении валов 1 и 2 обеспечивает действие синхронизирующего момента, выравнивающего их частоту вращения; при этом достигается как бы эластичная связь между рабочими машинами.

  Большое практическое значение имеют Э. в. с асинхронными микродвигателями, применяемыми в системах синхронной связи между элементами устройств автоматики.

  Лит.: Сергеев П. С., Электрические машины, М. — Л., 1962.

  М. Д. Находкин.

Электрический вал: 1 и 2 — валы рабочих машин; Д1 и Д2 — электродвигатели рабочих машин; A1 и A2 — асинхронные электродвигатели.

(обратно)

Электрический генератор

Электри'ческий генера'тор, устройство для преобразования какого-либо вида энергии (механической, химической, тепловой, световой) в электрическую. Понятие «Э. г.» является собирательным и не имеет чётких терминологических границ. Часто Э. г. называют генератор электромашинный , хотя в широком смысле понятие Э. г. распространяют на гальванические элементы, электрохимические генераторы , магнитогидродинамические генераторы , термоэмиссионные генераторы, фотоэлектрические генераторы , солнечные батареи и др.

(обратно)

Электрический двигатель

Электри'ческий дви'гатель, см. Двигатель электрический .

(обратно)

Электрический заряд

Электри'ческий заря'д, источник электромагнитного поля, связанный с материальным носителем; внутренняя характеристика элементарной частицы, определяющая её электромагнитные взаимодействия . Э. з. — одно из основных понятий учения об электричестве. Вся совокупность электрических явлений есть проявление существования, движения и взаимодействия Э. з.

  Различают 2 вида Э. з., условно называемые положительным и отрицательным; при этом одноимённо заряженные тела (частицы) отталкиваются, а разноимённо заряженные притягиваются (впервые установлено Ш. Ф. Дюфе в 1733—34). Заряд наэлектризованной стеклянной палочки назвали положительным, а смоляной (в частности, янтарной) — отрицательным. В соответствии с этим условием Э. з. электрона (электрон по-гречески — янтарь) отрицателен. Э. з. дискретен: существует минимальный, элементарный электрический заряд , которому кратны все Э. з. тел. Полный Э. з. замкнутой физической системы, равный алгебраической сумме зарядов слагающих систему элементарных частиц (для обычных макроскопических тел — протонов и электронов), строго сохраняется во всех взаимодействиях и превращениях частиц системы (см. Заряда сохранения закон ). Сила взаимодействия между покоящимися заряженными телами (частицами) подчиняется Кулона закону . Связь Э. з. с электромагнитным полем определяется Максвелла уравнениями .

  В Международной системе единиц Э. з. измеряется в кулонах .

  Л. И. Пономарев.

(обратно)

Электрический объёмный заряд

Электри'ческий объёмный заря'д в атмосфере, мера электрической заряженности атмосферы; численно равен разности между числом положительных и отрицательных зарядов всех частиц в некотором объёме. Величина Э. о. з. характеризуется его плотностью — величиной избыточного заряда единицы объёма. Возникает Э. о. з. в результате разделения разноимённо заряженных частиц в пространстве (например, в туманах, облаках и осадках), при отрыве частиц от земли (например, при пыльных бурях) или от воды (при сильном волнении водной поверхности), при метелях, при вулканических извержениях, вблизи высоковольтных линий, при работе автомобильных и авиационных двигателей и т. д.

  Величина Э. о. з. колеблется во времени в зависимости от состояния погоды.

  В условиях хорошей погоды у земной поверхности плотность Э. о. з. ж » ±(1—5)×10-12 к ×м -3 , а в грозовых облаках она может доходить до ± 3×10-8 к ×м -3 . В областях хорошей погоды плотность Э. о. з. у земли меняется как в течение суток, так и года, а с высотой уменьшается по экспоненциальному закону, составляя на высоте >10 км меньше 0,01 своего значения у земной поверхности. Под влиянием электрического поля Земли непосредственно у её поверхности накапливается Э. о. з. до 5×10-10 к ·м -3 . В целом атмосфера имеет положительный объёмный заряд около 3×105 к.

  Лит.: Тверской П. Н., Атмосферное электричество, Л., 1949; Чалмерс Дж. А., Атмосферное электричество, пер. с англ., Л., 1974; Имянитов И. М., Чубарина Е. В., Шварц Я. М., Электричество облаков, Л., 1971.

  И. М. Имянитов.

(обратно)

Электрический привод

Электри'ческий при'вод, см. Электропривод .

(обратно)

Электрический провод

Электри'ческий про'вод, см. Провода электрические.

(обратно)

Электрический разряд в газах

Электри'ческий разря'д в га'зах, прохождение электрического тока через газовую среду под действием электрического поля, сопровождающееся изменением состояния газа. Многообразие условий, определяющих исходное состояние газа (состав, давление и т. д.), внешних воздействий на газ, форм, материала и расположения электродов, геометрии возникающего в газе электрического поля и т. п. приводит к тому, что существует множество видов Э. р. в г., причём его законы сложнее, чем законы прохождения электрического тока в металлах и электролитах. Э. р. в г. подчиняются Ома закону лишь при очень малой приложенной извне разности потенциалов, поэтому их электрические свойства описывают с помощью вольтамперной характеристики (рис. 1 и 3 ).

  Газы становятся электропроводными при их ионизации . Если Э. р. в г. происходит только при вызывающем и поддерживающем ионизацию внешнем воздействии (при действии т. н. внешних ионизаторов), его называют несамостоятельным газовым разрядом. Э. р. в г., продолжающийся и после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоятельным.

  Когда ионизация газа происходит при непрерывном действии внешнего ионизатора и малом значении разности потенциалов между анодом и катодом в газе, начинается «тихий разряд». При повышении разности потенциалов (напряжения) сила тока тихого разряда сперва увеличивается пропорционально напряжению (участок кривой OA на рис. 1 ), затем рост тока с ростом напряжения замедляется (участок кривой AB ), и когда все заряженные частицы, возникшие под действием ионизатора в единицу времени, уходят за то же время на катод и на анод, усиления тока с ростом напряжения не происходит (участок ВС ). При дальнейшем росте напряжения ток снова возрастает и тихий разряд переходит в несамостоятельный лавинный разряд (участок СЕ на рис. 1 ). В этом случае сила тока определяется как интенсивностью воздействия ионизатора, так и газовым усилением, которое зависит от давления газа и напряжённости электрического поля в пространстве, занимаемом разрядом.

  Тихий разряд наблюдается при давлении газа порядка атмосферного. Внешними ионизаторами могут быть: естественное радиоактивное излучение, космические лучи , потоки фотонов (сильное световое облучение), пучки быстрых электронов и т. д. Ионизаторы двух последних типов используются (преимущественно в импульсном режиме) в газовых лазерах.

  Переход несамостоятельного Э. р. в г. в самостоятельный характеризуется резким усилением электрического тока (точка Е на кривой рис. 1 ) и называется электрическим пробоем газа. Соответствующее напряжение U 3 называется напряжением зажигания (см. Зажигания потенциал ). В случае однородного поля оно зависит от сорта газа и от произведения давления газа р на расстояние между электродами d (см. рис. 2 и ст. Пашена закон ). Разряд после лавинного пробоя принимает форму тлеющего разряда, если давление газа низко (несколько мм рт. ст. ). При более высоком давлении (например, при атмосферном) лавинное усиление Э. р. в г. приводит к возникновению электрического пространственного заряда , что меняет характер процесса пробоя. Образуется один или несколько узких проводящих (заполненных плазмой ) каналов, исходящих от одного из электродов. Такие каналы называются стримерами . Время образования стримеров очень мало (около 10-7 сек ).

  После короткого переходного процесса самостоятельный газовый разряд становится стационарным. Обычно такой разряд осуществляют в закрытом изолирующем сосуде (стеклянном или керамическом). Ток в газе течёт между двумя электродами: отрицательным катодом и положительным анодом.

  Одним из основных типов газового разряда, формирующимся, как правило, при низком давлении и малом токе (участок в на рис. 3 ), является тлеющий разряд . Главные четыре области разрядного пространства, характерные для тлеющего разряда, это: 1 — катодное тёмное пространство; 2 — тлеющее свечение; 3 — фарадеево тёмное пространство; 4 — положительный столб. Области 1 —3 находятся вблизи катода и образуют катодную часть разряда, в которой происходит резкое падение потенциала (катодное падение ), связанное с большой концентрацией положительных ионов на границе областей 1 —2. В области 2 электроны, ускоренные в области 1 , производят интенсивную ударную ионизацию. Тлеющее свечение обусловлено рекомбинацией ионов и электронов в нейтральные атомы или молекулы. Для положительного столба разряда вследствие постоянной и большой концентрации электронов характерны незначительное падение потенциала в нём, свечение, вызываемое возвращением возбуждённых молекул (атомов) газа в основное состояние (состояние с наинизшей возможной энергией), и большая электропроводность.

  Стационарность в положительном столбе объясняется взаимной компенсацией процессов образования и потерь заряженных частиц. Образование таких частиц происходит при ионизации атомов и молекул в результате столкновений с ними электронов. К потерям заряженных частиц приводит амбиполярная диффузия к стенке сосуда, ограничивающего разрядный объём, и следующая за этим рекомбинация. Диффузионные потоки, направленные не к стенке, а вдоль разрядного тока, часто ведут к образованию в положительном столбе своеобразных «слоев» (обычно движущихся).

  При увеличении разрядного тока обычный тлеющий разряд становится аномальным (рис. 3 ) и начинается стягивание (контракция) положительного столба. Столб отрывается от стенок сосуда, в нём начинает происходить дополнительный процесс потери заряженных частиц (рекомбинация в объёме). Предпосылкой этого является высокая плотность заряженных частиц. При дальнейшем повышении разрядного тока газ нагревается настолько, что становится возможной его термическая ионизация. Столкновения между атомами или молекулами в этом случае столь сильны, что происходит отщепление электронов. Такой разряд называется дуговым разрядом . С возрастанием тока электропроводность столба повышается, вольтамперная характеристика дугового разряда приобретает падающий характер (рис. 3 ). Следует отметить, что хотя он может «гореть» в широком диапазоне давлений газа и иных условий, в большинстве случаев дуговой разряд наблюдается при давлении порядка атмосферного.

  Во всех случаях особую важность представляет участок перехода между столбом разряда и электродами, причём ситуация у катода сложнее, чем у анода. При тлеющем разряде непрерывная связь между катодом и положительным столбом обеспечивается за счёт сильного катодного падения. В самостоятельном дуговом разряде в результате сильного локального нагрева катода появляются т. н. катодные пятна. В них обычно происходит термоэлектронная эмиссия или более сложная эмиссия электронов из облака испаряющегося материала катода. Процесс эмиссии из катода дугового разряда в настоящее время (1978) ещё не до конца понят и интенсивно исследуется.

  Все рассмотренные выше Э. р. в г. происходят под действием постоянного электрического напряжения. Однако газовые разряды могут протекать и под действием переменного электрического напряжения. Такие разряды имеют стационарный характер, если частота переменного напряжения достаточно высока (или, наоборот, настолько низка, что полупериод переменного напряжения во много раз больше времени установления разряда, так что каждый электрод просто попеременно служит катодом и анодом). Типичным примером может служить высокочастотный (ВЧ) Э. р. в г. ВЧ-разряд может «гореть» даже при отсутствии электродов (безэлектродный разряд ). Переменное электрическое поле создаёт в определённом объёме плазму и сообщает электронам энергию, достаточную для того, чтобы производимая ими ионизация восполняла потери заряженных частиц вследствие диффузии и рекомбинации. Внешний вид и характеристики ВЧ-разрядов зависят от рода газа, его давления, частоты переменного поля и подводимой мощности. Элементарные процессы на поверхности твёрдого тела (металла или изолятора разрядной камеры) играют определённую роль только в процессе «поджига» разряда. Стационарный ВЧ-разряд подобен положительному столбу тлеющего разряда.

  Кроме стационарных разрядов, основные характеристики которых не зависят от времени, существуют нестационарные (импульсные) Э. р. в г. Они возникают по большей части в сильно неоднородных или переменных во времени полях, например у заострённых и искривленных поверхностей проводников и электродов. Величина напряжённости поля и степень его неоднородности вблизи таких тел столь велики, что происходит ударная ионизация электронами молекул газа. Два важных типа нестационарного разряда — коронный разряд и искровой разряд .

  При коронном разряде ионизация не приводит к пробою, потому что сильная неоднородность электрического поля, обусловливающая её, существует только в непосредственной близости от проводов и остриёв. Коронный разряд представляет собой многократно повторяющийся процесс поджига, который распространяется на ограниченное расстояние от проводника — до области, где напряжённость поля уже недостаточна для поддержания разряда. Искровой разряд, в отличие от коронного, приводит к пробою. Этот Э. р. в г. имеет вид прерывистых ярких зигзагообразных разветвляющихся, заполненных ионизованным газом (плазмой), нитей-каналов, которые пронизывают промежуток между электродами и исчезают, сменяясь новыми. Искровой разряд сопровождается выделением большого количества тепла и ярким свечением. Он проходит следующие стадии: резкое умножение числа электронов в сильно неоднородном поле близ проводника (электрода) в результате последовательных актов ионизации, начинаемых немногими, случайно возникшими свободными электронами; образование электронных лавин; переход лавин в стримеры под действием пространственного заряда, когда плотность заряженных частиц в головной части каждой лавины превысит некоторую критическую. Совместное действие пространственного заряда, ионизующих электронов и фотонов в «головке» стримера приводит к увеличению скорости развития разряда. Примером естественного искрового разряда является молния , длина которой может достигать нескольких км, а максимальная сила тока — нескольких сотен тысяч ампер.

  К настоящему времени (1970-е гг.) все виды Э. р. в г. исследуются и применяются во многих областях науки и техники. Тлеющий, дуговой и импульсные разряды используются при возбуждении газовых лазеров . Плазматроны , в которых основным рабочим процессом служит дуговой или ВЧ-разряд, являются важными устройствами в ряде областей техники, в частности при получении особо чистых полупроводников и металлов. Мощные плазматроны используются в качестве реакторов в плазмохимии . На применении искрового разряда основаны прецизионные методы электроискровой обработки . При фокусировке лазерного светового излучения происходит пробой воздуха в фокусе и возникает безэлектродный разряд (подобный ВЧ-разряду и искре), называется лазерной искрой. Мощные, сильноточные разряды в водороде служили первыми шагами на пути к управляемому термоядерному синтезу .

  В системе естественных наук изучение Э. р. в г. занимает место в физике плазмы. При Э. р. в г. образуется низкотемпературная плазма, для которой характерна малая степень ионизации. В отличие от высокотемпературной (полностью ионизованной) плазмы, в низкотемпературной плазме атомы или молекулы нейтрального газа играют важную роль. Электроны, ионы и нейтральные частицы «мягко» взаимодействуют. Вследствие этого может возникнуть термодинамически неравновесная ситуация, при которой электроны, ионы и нейтральный газ имеют разные температуры. Эта ситуация ещё более усложняется, если в балансе энергии Э. р. в г. нельзя пренебречь световым излучением (например, в сильноточных дуговых разрядах). В таких случаях низкотемпературную плазму необходимо описывать с помощью кинетической теории плазмы.

  Лит.: Энгель А., Штенбек М., Физика и техника электрического разряда в газах, пер. с нем., т. 1—2, М. — Л., 1935—1936; Грановский В. Л., Электрический ток в газе. Установившийся ток, М., 1971; Капцов Н. А., Электроника, 2 изд., М., 1956; Мик Дж. М., Крэгс Дж., Электрический пробой в газах, пер. с англ., М., 1960; Браун С., Элементарные процессы в плазме газового разряда, [пер. с англ.], М., 1961; Физика и техника низкотемпературной плазмы, под ред. С. В. Дресвина, М., 1972; Райзер Ю. П., Лазерная искра и распространение разрядов, М., 1974.

  М. Штеенбек, Л. Ротхардт (ГДР).

Рис. 3. Вольамперная характеристика разряда: аб — несамостоятельного лавинного; бвг — тлеющего; гд — дугового.

Рис. 1. Вольтамперная характеристика тихого разряда.

Рис. 2. Кривые Пашена для различных газов. По оси абсцисс отложены произведения p × d в мм рт. ст . × мм , по оси ординат - напряжение пробоя U3 в вольтах .

(обратно)

Электрический ракетный двигатель

Электри'ческий раке'тный дви'гатель (ЭРД), ракетный двигатель (РД), в котором в качестве источника энергии для создания тяги используется электрическая энергия бортовой энергоустановки космического летательного аппарата (обычно солнечные или аккумуляторные батареи). Достоинство ЭРД — в их высоком удельном импульсе (удельной тяге) благодаря большой скорости истечения рабочего тела (РТ), достигающей 10—100 км/сек. По удельному импульсу ЭРД многократно превосходят химические ракетные двигатели , у которых скорость истечения РТ не превышает 4,5 км /сек. По принципу действия ЭРД подразделяются на электротермические, электростатические (ионные, коллоидные) и электромагнитные (плазменные).

  В электротермических РД электрическая энергия используется для нагрева РТ с целью обращения его в газ с температурой 1000—5000 К; газ, истекая из реактивного сопла (аналогичного соплу химического РД), создаёт тягу. В качестве РТ используются вещества с малой молекулярной массой (например, водород, аммиак, гидразин), нагреваемые при помощи поверхностных нагревателей (рис. 1 ), дугового разряда (рис. 2 ) или (в экспериментальных ЭРД) высокочастотного электромагнитного поля. Удельный импульс электротермического РД составляет 1,5—10 (кн ·сек )/кг, плотность тяги (отношение тяги к поперечному сечению реактивной струи) 0,3—3 Мн/м 2 , время работы от нескольких ч до нескольких сотен ч.

  В электростатическом (ионном) РД вначале производится ионизация РТ, после чего ионы и электроны раздельно ускоряются в электростатическом поле (при помощи системы электродов), а затем вновь перемешиваются для нейтрализации объёмного заряда и, истекая, создают тягу (рис. 3 ). Различают электростатические РД с поверхностной ионизацией и объёмной ионизацией (электронным ударом); в качестве РТ в первых используется легко ионизируемый цезий, во вторых — любые вещества с большой атомной массой (например, висмут). Вместо ионов в электростатических РД могут ускоряться заряженные (например, за счёт контактной разности потенциалов при отрыве капли от поверхности электрода) микроскопические капли. Такие ЭРД называются коллоидными. Значение ускоряющего потенциала составляет для них около 10—20 кв (для ионных РД — 2—7 кв ) при плотности тока в несколько ма/см 2 . Удельный импульс электростатических РД 15—100 (кн ·сек )/кг, плотность тяги 30—50 н/м 2 , время работы — 1 год и более.

  В электромагнитном РД рабочим телом является плазма любого вещества, ускоряемая за счёт силы Ампера в скрещенных электрическом и магнитном полях. Различают ЭРД с внешним и собственным магнитным полем. К первым относятся классические Е-Н ускорители плазмы и т. н. холловские ЭРД с замкнутым дрейфом электронов; во-вторых, магнитное поле создаётся током, протекающим в ускоряемой плазме; они подразделяются на импульсные и квазистационарные ЭРД. Рабочий цикл импульсного ЭРД соответствует периоду электрического пробоя РТ (обычно фторопласта), при котором создаётся плазма; начальный потенциал пробоя — несколько кв, удельный импульс 40—100 (кн ·сек )/кг, плотность тяги 10-9 —10-8 н/м 2 , число циклов ЭРД достигает 1 млн. В квазистационарном ЭРД с целью создания сильного магнитного поля через РТ пропускается ток силой в десятки ка и напряжением в десятки в. Удельный импульс составляет 30—50 (кн ·сек )/кг, плотность тяги несколько кн/м 2 , время работы — десятки ч. О типах плазменных ЭРД и методах создания плазмы в них см. в ст. Плазменные ускорители .

  Ограниченное применение ЭРД связано с необходимостью большого расхода электроэнергии (10—100 квт на 1 н тяги). Из-за наличия бортовой энергоустановки (и др. вспомогательных систем), а также из-за малой плотности тяги аппарат с ЭРД имеет малое ускорение. Поэтому ЭРД могут быть использованы только в космических летательных аппаратах (КЛА), совершающих полёт либо в условиях слабых гравитационных полей, либо на околопланетных орбитах. Они применяются для ориентации, коррекции орбит КЛА и др. операций, не требующих больших затрат энергии. Электростатические, плазменные холловские и др. ЭРД рассматриваются как перспективные в качестве основных двигателей КЛА. Из-за малой отбрасываемой массы РТ время непрерывной работы таких ЭРД будет измеряться месяцами и годами; их использование вместо существующих химических РД позволит увеличить массу полезного груза КЛА.

  Идея использования электрической энергии для получения тяги выдвигалась ещё К. Э. Циолковским и другими пионерами космонавтики. В 1916—17 Р. Годдард (США) подтвердил опытами реальность этой идеи. В 1929—33 В. П. Глушко (СССР) создал экспериментальный ЭРД. В 1964 в СССР на КЛА типа «Зонд» испытаны плазменные импульсные РД, в 1966—71 на КЛА «Янтарь» — ионные РД, в 1972 на КЛА «Метеор» — плазменные квазистационарные РД. Различные типы ЭРД испытаны начиная с 1964 в США: в баллистическом, а затем в космическом полёте (на аппаратах АТС, СЕРТ-2 и др.). Работы в этой области ведутся также в Великобритании, Франции, ФРГ, Японии.

  Лит.: Корлисс У. Р., Ракетные двигатели для космических полетов, пер. с англ., М., 1962; Штулингер Э., Ионные двигатели для космических полетов, пер. с англ.. М., 1966; Гильзин К. А., Электрические межпланетные корабли, 2 изд., М., 1970; Гуров А. Ф., Севрук Д. Д., Сурнов Д. Н., Конструкция и расчет на прочность космических электроракетных двигателей, М., 1970; Фаворский О. Н., Фишгойт В, В., Янтовский Е. И., Основы теории космических электрореактивных двигательных установок, М., 1970; Гришин С. Д., Лесков Л. В., Козлов Н. П., Электрические ракетные двигатели, М., 1975.

  Ю. М. Трушин.

Рис. 3. Схема электростатического (ионного) двигателя: 1 — подвод рабочего тела; 2 — ионизатор; 3 — пучок ионов; 4 — фокусирующий электрод; 5 — ускоряющий электрод; 6 — замедляющий электрод; 7 — нейтрализатор; 8 — основной источник энергии; 9 — вспомогательный источник энергии.

Рис. 1. Схема электротермического двигателя с поверхностным нагревателем: 1 — подвод рабочего тела; 2 — камера нагрева и сопло (вольфрам); 3 — нагревающий элемент (вольфрамовая проволока): 4 — опора нагревающего элемента. Рис. 2. Схема электротермического двигателя с нагревом при помощи дугового разряда: 1 — подвод рабочего тела; 2 — катод (вольфрам); 3 — анод (вольфрам); 4 — сопло (вольфрам); 5 — резьбовая втулка.

(обратно)

Электрический сом

Электри'ческий сом (Malapterurus electricus), рыба подотряда сомовидных. Длина тела 20—65 см, иногда до 1 м. Спинного плавника нет, есть жировой; брюшные плавники на середине тела, грудные не имеют колючек. 3 пары усиков. Глаза маленькие, светятся в темноте. Жаберная щель очень узкая, нёбные зубы отсутствуют. Есть электрические органы . Э. с. малоподвижен, всеяден. Условия размножения плохо изучены. Обитает в Ниле и некоторых других реках тропической Африки. Разводится в аквариумах. Мясо Э. с. употребляют в пищу.

  Лит.: Жизнь животных, т. 4, ч. 1, М., 1971.

Рис. к ст. Электрический сом.

(обратно)

Электрический стул

Электри'ческий стул, специально оборудованное кресло для приведения в исполнение приговора о смертной казни путём использования электрического тока высокого напряжения. Применяется в 24 штатах США, а также на Филиппинах. В США казнь на Э. с. введена в 1889 как якобы «наиболее человечный и лёгкий способ казни». Впервые применена 6 августа 1890 в Обернской тюрьме штата Нью-Йорк. Утверждения о безболезненности и мгновенности наступления смерти, а тем самым и «гуманности» этого вида казни не соответствуют действительности.

(обратно)

Электрический ток

Электри'ческий ток, упорядоченное (направленное) движение электрически заряженных частиц или заряженных макроскопических тел. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц; если ток создаётся отрицательно заряженными частицами (например, электронами), то направление тока считают противоположным направлению движения частиц.

  Различают Э. т. проводимости, связанный с движением заряженных частиц относительно той или иной среды (т. е. внутри макроскопических тел), и конвекционный ток — движение макроскопических заряженных тел как целого (например, заряженных капель дождя).

  О наличии Э. т. в проводниках можно судить по тем действиям, которые он производит: нагреванию проводников, изменению их химического состава, созданию магнитного поля. Магнитное действие тока проявляется у всех без исключения проводников; в сверхпроводниках не происходит выделения теплоты, а химическое действие тока наблюдается преимущественно в электролитах . Магнитное поле порождается не только током проводимости или конвекционным током, но и переменным электрическим полем в диэлектриках и вакууме. Величину, пропорциональную скорости изменения электрического поля во времени, Дж. К. Максвелл назвал током смещения . Ток смещения входит в Максвелла уравнения на равных правах с током, обусловленным движением зарядов. Поэтому полный Э. т., равный сумме тока проводимости и тока смещения, может быть определён как величина, от которой зависит интенсивность магнитного поля.

  Количественно Э. т. характеризуется скалярной величиной — силой тока 1 и векторной величиной — плотностью электрического тока j. При равномерном распределении плотности тока по сечению проводника сила тока

где qo — заряд частицы, n — концентрация частиц (число частиц в единице объёма),  — средняя скорость направленного движения частиц, S — площадь поперечного сечения проводника.

  Для возникновения и существования Э. т. необходимо наличие свободных заряженных частиц (т. е. положительно или отрицательно заряженных частиц, не связанных в единую электрически нейтральную систему) и силы, создающей и поддерживающей их упорядоченное движение. Обычно силой, вызывающей такое движение, является сила со стороны электрического поля внутри проводника, которое определяется электрическим напряжением на концах проводника. Если напряжение не меняется во времени, то в проводнике устанавливается постоянный ток , если меняется, — переменный ток .

  Важнейшей характеристикой проводника является зависимость силы тока от напряжения — вольтамперная характеристика . Она имеет простейший вид для металлических проводников и электролитов: сила тока прямо пропорциональна напряжению (Ома закон ).

  В зависимости от способности веществ проводить Э. т. они делятся на проводники , диэлектрики и полупроводники . В проводниках имеется очень много свободных заряженных частиц, а в диэлектриках — очень мало. Поэтому сила тока в диэлектриках крайне мала даже при больших напряжениях, и они служат хорошими изоляторами . Промежуточную группу составляют полупроводники.

  В металлах свободными заряженными частицами — носителями тока являются электроны проводимости, концентрация которых практически не зависит от температуры и составляет 1022 —1023 см -3 . Их совокупность можно рассматривать как «электронный газ». Электронный газ в металлах находится в состоянии вырождения (см. Вырожденный газ ), т. е. в нём отчётливо проявляются квантовые свойства. Квантовая теория металлов (см. Твёрдое тело ) объясняет зависимость электрического сопротивления металлов от температуры (линейное увеличение с ростом температуры) и прямую пропорциональность между силой тока и напряжением (см. Металлы ).

  В электролитах Э. т. обусловлен направленным движением положительных и отрицательных ионов. Ионы образуются в электролитах в результате электролитической диссоциации . С ростом температуры число молекул растворённого вещества, распадающихся на ионы, увеличивается и сопротивление электролитов падает. При прохождении тока через электролит ионы подходят к электродам и нейтрализуются. Масса выделившегося на электродах вещества определяется законами электролиза Фарадея.

  Газы из нейтральных молекул являются диэлектриками. Э. т. проводят лишь ионизованные газы — плазма . Носителями тока в плазме служат положительные и отрицательные ионы (как в электролитах) и свободные электроны (как в металлах). Ионы и свободные электроны образуются в газе в результате сильного нагревания или внешних воздействий (ультрафиолетового излучения , рентгеновских лучей , при соударениях быстрых электронов с нейтральными атомами или молекулами и т. д.; см. Ионизация ).

  Э. т. в электровакуумных приборах (электронных лампах, электроннолучевых трубках и т. д.) создаётся потоками электронов, испускаемых нагретым электродом — катодом (см. Термоэлектронная эмиссия ). Электроны ускоряются электрическим полем и достигают другого электрода — анода.

  В полупроводниках носителями тока являются электроны и дырки .

  Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976, гл. 3, 6; Калашников С. Г., Электричество, 4 изд., М., 1977 (Общий курс физики), гл. 6, 14—16, 18.

  Г. Я. Мякишев.

(обратно)

Электрический угорь

Электри'ческий у'горь (Electrophorus electricus), рыба семейства Electrophoridae отряда карпообразных. Обитает в пресных водах Центральной и Южной Америки.

  Тело голое, длиной до 3 м. Весит до 40 кг. Вдоль боков расположены электрические органы . Спинных и брюшных плавников нет. Анальное отверстие на горле; анальный плавник служит органом движения. Питается Э. у. мелкой рыбой. Размножение не изучено. Мясо Э. у. употребляют в пищу.

  Лит.: Жизнь животных, т. 4, ч. 1, М., 1971.

Рис. к ст. Электрический угорь.

(обратно)

Электрический фильтр (в газоочистке)

Электри'ческий фильтр, электрофильтр (в газоочистке), аппарат для удаления из промышленных газов взвешенных жидких или твёрдых частиц путём ионизации этих частиц при прохождении газа через область коронного разряда и последующего осаждения на электродах. Э. ф. в большинстве случаев состоит из двух частей: собственно Э. ф. — осадительной камеры с коронирующими и осадительными электродами — и источника напряжения. В Э. ф. зоны ионизации и осаждения могут быть совмещены или отделены одна от другой. Работают Э. ф. только на постоянном электрическом токе высокого напряжения (40—70 кв ); коронирующие электроды всегда подключены к отрицательному полюсу источника тока. По состоянию газовой среды Э. ф. делятся на мокрые (газы насыщены влагой до точки росы) и сухие. По способу удаления частиц Э. ф. подразделяются на периодические и непрерывные. Работают Э. ф. как при атмосферном давлении, так и при давлении выше и ниже атмосферного; температура газов может достигать 500°С и более; степень очистки газов — до 99,9%. Э. ф. широко применяются для тонкой очистки дымовых газов тепловых электростанций, в чёрной и цветной металлургии и т.д.

(обратно)

Электрический фильтр (электрич. устройство)

Электри'ческий фильтр, электрическое устройство, в котором из спектра поданных на его вход электрических колебаний выделяются (пропускаются на выход) составляющие, расположенные в заданной области частот, и не пропускаются все остальные составляющие. Э. ф. используются в системах многоканальной связи , радиоустройствах, устройствах автоматики, телемеханики, радиоизмерительной техники и т. д. — везде, где передаются электрические сигналы при наличии других (мешающих) сигналов и шумов, отличающихся от первых по частотному составу; они применяются также в выпрямителях тока для сглаживания пульсаций выпрямленного тока. Область частот, в которой лежат составляющие, пропускаемые (задерживаемые) Э. ф., называют полосой пропускания (полосой задерживания). Фильтрующие свойства Э. ф. количественно определяются относительной величиной вносимого им затухания в составляющие спектра электрических колебаний: чем больше различие затуханий в полосе задерживания и полосе пропускания, тем сильнее выражены его фильтрующие свойства. По виду кривой зависимости затухания от частоты (по взаимному расположению полос пропускания и задерживания) различают Э. ф.: нижних частот (ФНЧ), пропускающие колебания с частотами не выше некоторой граничной f в и задерживающие колебания с частотами выше f в , верхних частот (ФВЧ), в которых, наоборот, пропускаются колебания с частотами выше некоторой f н и подавляются колебания ниже этой границы; полосно-пропускающие (ППФ), или полосовые, выделяющие колебания только в конечном интервале частот от f в до f н , полосно-задерживающие (ПЗФ), иначе режекторные фильтры, обратные ППФ по своим частотным характеристикам.

  Конструкция Э. ф., технология их изготовления, а также принцип действия определяются прежде всего рабочим диапазоном частот и требуемым видом частотной характеристики. В диапазоне от единиц кгц до десятков Мгц (в отдельных случаях — до единиц Ггц ) получили распространение LC -фильтры (рис. 1 , а, б, г), содержащие дискретные элементы — катушки индуктивности и электрические конденсаторы; в диапазоне от долей гц до сотен кгц наиболее часто используют пассивные или активные RC -фильтры (рис. 1 , б), выполненные на основе резисторов и конденсаторов (активный, кроме того, содержит усилитель электрических колебаний ). Действие LC- и RC -фильтров основано на использовании зависимости сопротивления реактивного (ёмкостного и индуктивного) от частоты переменного тока. Для фильтрации сигналов, частота которых составляет доли гц, служат электротепловые фильтры (ЭТФ), конструктивно представляющие собой стержень с источником тепла и термоэлектрическим преобразователем; введение в ЭТФ усилителей с обратной связью позволяет реализовать электротепловые ФВЧ и ППФ. Известны также электромеханические фильтры, выполненные на основе дисковых, цилиндрических, пластинчатых, гантельных и камертонных резонаторов . В таких Э ф используется явление механического резонанса; применяются в диапазоне от нескольких кгц до 1 Мгц . Высокими фильтрующими свойствами обладают пьезоэлектрические ППФ и ПЗФ, материалом для изготовления которых служит пьезокварц или пьезоэлектрическая керамика (см. также Пьезоэлектричество ). Таковы, например, пьезокварцевые фильтры на дискретных элементах — кварцевых резонаторах в сочетании с катушками индуктивности и конденсаторами; монолитные многорезонаторные пьезокварцевые фильтры. Связь между резонаторами в последних осуществляется посредством акустических волн — объёмных (для фильтров, применяемых в диапазоне частот от нескольких Мгц до десятков Мгц ) либо поверхностных (в диапазоне от нескольких Мгц до 1—2 Ггц ). Особую группу Э. ф. составляют цифровые фильтры (рис. 2 ), часто выполняемые на интегральных схемах. В сверхвысоких частот технике Э. ф. реализуют на основе отрезков линий передачи (коаксиальных кабелей, полосковых линий , металлических радиоволноводов и др.), являющихся по существу распределёнными колебательными системами . В диапазоне 100 Мгц — 10 Ггц применяют гребенчатые, шпилечные, встречно-стержневые, ступенчатые и др. Э. ф. из полосковых резонаторов (рис. 3 ). В диапазоне от нескольких Ггц до нескольких десятков Ггц распространены волноводные Э. ф., представляющие собой волноводную секцию с повышенной критической частотой (волноводный ФВЧ), либо секцию, содержащую резонансные диафрагмы или объёмные резонаторы (волноводный ППФ).

  Лит.: Белецкий А. Ф., Теоретические основы электропроводной связи, ч. 3, М., 1959; его же. Основы теории линейных электрических цепей, М., 1967; Знаменский А. Е., Теплюк И. Н., Активные RC-фильтры, М., 1970; Алексеев Л. В., Знаменский А. Е., Лоткова Е. Д., Электрические фильтры метрового и дециметрового диапазонов, М., 1976,

  А. Е. Знаменский.

Рис. 3. Электрические фильтры — гребенчатый (а) и шпилечный (б): ШР — штепсельный разъём; Р — резонаторы; ПК — подстроечные конденсаторы; К — корпус (со снятой крышкой).

Рис. 2. Структурная схема и временные диаграммы цифрового фильтра: УД — устройство дискретизации, преобразующее аналоговый сигнал x(t) в последовательность импульсов (решётчатую функцию) x*(t) ; АЦП — аналогово-цифровой преобразователь, с помощью которого мгновенные значения аналогового сигнала заменяются ближайшими дискретными уровнями Х(n × Т) , где n = 0, 1, 2..., T — период следования импульсов; ВУ — вычислительное устройство, преобразующее последовательность чисел (уровней) Х(nТ) в выходную функцию Y(nТ) ; ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь, в котором Y(nT) преобразуется в выходной аналоговый сигнал y(t) .

Рис. 1. Принципиальные схемы некоторых электрических фильтров на катушках индуктивности, конденсаторах и резисторах — нижних частот (а), верхних частот (б), полосно-пропускающего (в), полосно-задерживающего (г) и их частотные характеристики (соответственно д, е, ж, з): L1, L2,..., Ln — катушки индуктивности; C1, С2 ,...,Сп — конденсаторы; R1, R2, Rn — резисторы; f — частота; fн, fв — граничные частоты.

(обратно)

Электрических сигналов усилитель

Электрических сигналов усили'тель, устройство, предназначенное для повышения мощности электрических сигналов . Поскольку усиливаемые электрические сигналы представляют собой изменения (колебания) напряжения или тока во времени, то Э. с. у. по существу является усилителем электрических колебаний . Э. с. у. подразделяются на усилители низкой или высокой частоты, видеоусилители , постоянного тока усилители и т. д. К Э. с. у. относятся также измерительные усилители (ИУ), которые входят в состав различной измерительной аппаратуры — электронных вольтметров , осциллографов , потенциометров , приборов, выполненных на основе мостов измерительных , и др. ИУ позволяют повысить чувствительность и точность при измерениях электрических и неэлектрических величин. Основное требование, предъявляемое к ИУ, — постоянство коэффициента усиления, достигаемое посредством глубокой отрицательной обратной связи . Кроме того, в ряде приборов (например, вольтметрах, осциллографах) ИУ должен обеспечивать их нормальную работу в широком диапазоне частот, иногда от 0 до нескольких Ггц.

  Лит. см. при ст. Усилитель электрических колебаний .

  Г. В. Войшвилло.

(обратно)

Электрическое взрывание

Электри'ческое взрыва'ние, осуществляется посредством электродетонаторов , включенных в электровзрывную сеть. Предложено в России П. Л. Шиллингом (1812) для взрывания пороховых зарядов при помощи разработанных им угольных запалов, которые в 1839 были заменены электровоспламенителями с металлическим мостиком накаливания. В 1840 для Э. в. были созданы гальванические батареи, в 1843 — первая взрывная машинка (магнитоэлектрическая).

  При Э. в. электродетонаторы соединяются между собой и с источником тока посредством проводов. В зависимости от условий взрывных работ применяют схемы последовательного, параллельного или смешанного соединения.

  Э. в. широко применяется в горном деле, строительстве и военно-инженерных работах. Современные средства и приборы для Э. в. обеспечивают безопасность Э. в. в условиях блуждающих токов, статического электричества, вблизи электролиний высокого напряжения, радиопередатчиков и радаров. Конденсаторные взрывные машинки позволяют инициировать электровзрывные сети с числом электродетонаторов до 1500.

  Лит.: Лурье А. И., Электрическое взрывание зарядов, 2 изд., М., 1963.

(обратно)

Электрическое напряжение

Электри'ческое напряже'ние (U ) между двумя точками электрической цепи или электрического поля, равно работе электрического поля по перемещению единичного положит, заряда из одной точки в другую. В потенциальном электрическом поле эта работа не зависит от пути, по которому перемещается заряд; в этом случае Э. н. между двумя точками совпадает с разностью потенциалов между ними.

  Если поле непотенциально, то напряжение зависит от того пути, по которому перемещается заряд между точками. Непотенциальные силы, называются сторонними, действуют внутри любого источника постоянного тока (генератора, аккумулятора, гальванического элемента и др.). Под напряжением на зажимах источника тока всегда понимают работу электрического поля по перемещению единичного положительного заряда вдоль пути, лежащего вне источника; в этом случае Э. н. равно разности потенциалов на зажимах источника и определяется Ома законом: U = IR—E, где I — сила тока, R — внутреннее сопротивление источника, а E — его электродвижущая сила (эдс). При разомкнутой цепи (I = 0) напряжение по модулю равно эдс источника. Поэтому эдс источника часто определяют как Э. н. на его зажимах при разомкнутой цепи.

  В случае переменного тока Э. н. обычно характеризуется действующим (эффективным) значением, которое представляет собой среднеквадратичное за период значение напряжения. Напряжение на зажимах источника переменного тока или катушки индуктивности измеряется работой электрического поля по перемещению единичного положительного заряда вдоль пути, лежащего вне источника или катушки. Вихревое (непотенциальное) электрическое поле на этом пути практически отсутствует, и напряжение равно разности потенциалов. Э. н. обычно измеряют вольтметром . Единица Э. н. в Международной системе единиц — вольт .

  Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976, гл. 3 и 6; Калашников С. Г., Электричество, 4 изд., М., 1977 (Общий курс физики), гл. 3, 7, 21.

  Г. Я. Мякишев.

(обратно)

Электрическое отопление

Электри'ческое отопле'ние, вид отопления , при котором обогрев помещений и поддержание в них заданной температуры обеспечиваются электрическими отопительными приборами, преобразующими электрическую энергию в тепловую. Наиболее распространены отопительные приборы, нагревательным элементом которых служит проводник с большим электрическим сопротивлением: открытый, непосредственно соприкасающийся с нагреваемым воздухом (например, в электрокаминах и рефлекторах), или закрытый, помещенный внутри электронагревателя обычно трубчатого типа и передающий тепло на поверхность отопительного прибора (радиатора) через циркулирующий в нём теплоноситель (например, жидкое масло). Приборы с закрытым нагревательным элементом исключают возможность ожогов и пригорания пыли.

  В современном строительстве находят применение отопительные приборы, в которых электрический ток нагревает теплоаккумулирующий материал; последний, в свою очередь, отдаёт тепло отапливаемому помещению. Такие приборы обычно потребляют электроэнергию в те часы суток, когда уменьшается её расход на другие нужды. В качестве теплоаккумуляционных отопительных приборов используют также строительные конструкции (например, железобетонные панели перекрытий), прокладывая в них электронагревательные кабели. В некоторых случаях для Э. о. применяют изделия из токопроводящей резины, токопроводящие обои и т. п.

  Существенное преимущество Э. о. перед другими видами отопления — простота и надёжность автоматического регулирования температуры, что позволяет более экономно расходовать электроэнергию. Однако стоимость электроэнергии ещё достаточно высока, поэтому Э. о. в СССР широкого распространения не получило.

  Лит.: Отопление и вентиляция, 3 изд., ч. 1, М., 1975; Ливчак И. Ф., Квартирное отопление, М., 1977.

  И. Ф. Ливчак.

(обратно)

Электрическое поле

Электри'ческое по'ле, частная форма проявления (наряду с магнитным полем) электромагнитного поля , определяющая действие на электрический заряд силы, не зависящей от скорости его движения. Представление об Э. п. было введено в науку М. Фарадеем в 30-х гг. 19 в. Согласно Фарадею, каждый покоящийся заряд создаёт в окружающем пространстве Э. п. Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот; так осуществляется взаимодействие зарядов (концепция близкодействия). Основная количественная характеристика Э. п. — напряжённость электрического поля Е, которая определяется как отношение силы F, действующей на заряд, к величине заряда q , Е = F/q. Э. п. в среде наряду с напряжённостью характеризуется вектором электрической индукции (см. Индукция электрическая и магнитная). Распределение Э. п. в пространстве наглядно изображается с помощью силовых линий напряжённости Э. п. Силовые линии потенциального Э. п., порождаемого электрическими зарядами, начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных. Силовые линии вихревого Э. п., порождаемого переменным магнитным полем, замкнуты.

  Напряжённость Э. п. удовлетворяет принципу суперпозиции, согласно которому в данной точке пространства напряжённость поля Е, создаваемого несколькими зарядами, равна сумме напряжённостей полей (E 1 , E 2 , E 2 ,... ) отдельных зарядов: Е = E 1 + E 2 + E 3 +... Суперпозиция полей вытекает из линейности Максвелла уравнений .

  Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976, гл. 1, 6; Калашников С. Г., Электричество, 4 изд., М., 1977 (Общий курс физики), гл. 2, 13.

  Г. Я. Мякишев.

(обратно)

Электрическое поле атмосферы

Электри'ческое по'ле атмосфе'ры, стационарное электрическое поле, создаваемое электрическими объёмными зарядами в атмосфере, собственным зарядом Земли и зарядами, индуцированными в атмосфере. Характеристики Э. п. а. — напряжённость поля и его потенциал — зависят также от распределения проводимости атмосферы , а следовательно, от метеорологических факторов: туманов, облаков, осадков, метелей, запыления и ионизации атмосферы, вулканических извержений и т. д. Поэтому Э. п. а. в разных точках атмосферы различно и испытывает значительные изменения во времени. Вблизи земной поверхности напряжённость Э. п. а. зависит от формы рельефа — она усиливается около выступающих элементов ландшафта, строений, высотных мачт и ослабевает во впадинах рельефа, на улицах городов и т. д. См. Атмосферное электричество .

  Лит.: Имянитов И, М., Чубарина Е. В., Электричество свободной атмосферы, Л., 1965; Имянитов И. М., Чубарина Е. В., Шварц Я. М., Электричество облаков, Л., 1971; Чалмерс Дж. А., Атмосферное электричество, пер. с англ., Л., 1974.

  И. М. Имянитов.

(обратно)

Электрическое поле Земли

Электри'ческое по'ле Земли', естественное электрическое поле Земли как планеты, которое наблюдается в твёрдом теле Земли, в морях, в атмосфере и магнитосфере. Э. п. 3. обусловлено сложным комплексом геофизических явлений. Распределение потенциала поля несёт в себе определённую информацию о строении Земли, о процессах, протекающих в нижних слоях атмосферы, в ионосфере, магнитосфере, а также в ближнем межпланетном пространстве и на Солнце.

  Методика измерения Э. п. 3. определяется той средой, в которой наблюдается поле. Наиболее универсальный способ — определение разности потенциалов при помощи разнесённых в пространстве электродов. Этот способ применяется при регистрации земных токов (см. Теллурические токи ), при измерении с летательных аппаратов электрического поля атмосферы, а с космических аппаратов — магнитосферы и космического пространства (при этом расстояние между электродами должно превышать дебаевский радиус экранирования в космической плазме, т. е. составлять сотни метров).

  Существование электрического поля в атмосфере Земли связано в основном с процессами ионизации воздуха и пространственным разделением возникающих при ионизации положительных и отрицательных электрических зарядов. Ионизация воздуха происходит под действием космических лучей ультрафиолетового излучения Солнца; излучения радиоактивных веществ, имеющихся на поверхности Земли и в воздухе; электрических разрядов в атмосфере и т. д. Многие атмосферные процессы: конвекция образование облаков, осадки и другие — приводят к частичному разделению разноимённых зарядов и возникновению атмосферных электрических полей (см. Атмосферное электричество ). Относительно атмосферы поверхность Земли заряжена отрицательно.

  Существование электрического поля атмосферы приводит к возникновению токов, разряжающих электрический «конденсатор» атмосфера — Земля. В обмене зарядами между поверхностью Земли и атмосферой значительную роль играют осадки. В среднем осадки приносят положительных зарядов в 1,1—1,4 раза больше, чем отрицательных. Утечка зарядов из атмосферы восполняется также за счёт токов, связанных с молниями и отеканием зарядов с остроконечных предметов (острий). Баланс электрических зарядов, приносимых на земную поверхность площадью 1 км 2 за год, можно характеризовать следующими данными:

  Ток проводимости          + 60 к/(км2 ·год)

  Токи осадков                  + 20       »         

  Разряды молний           – 20       »        

  Токи с остриёв              – 100     »        

  __________________________

  Всего        – 40 к/(км2 ·год)

  На значительной части земной поверхности — над океанами — токи с остриёв исключаются, и здесь будет положительный баланс. Существование статического отрицательного заряда на поверхности Земли (около 5,7×105 к ) говорит о том, что эти токи в среднем сбалансированы.

  Электрические поля в ионосфере обусловлены процессами, протекающими как в верхних слоях атмосферы, так и в магнитосфере. Приливные движения воздушный масс, ветры, турбулентность — всё это является источником генерации электрического поля в ионосфере благодаря эффекту гидромагнитного динамо (см. Земной магнетизм ) Примером может служить солнечно-суточная электрическая токовая система, которая вызывает на поверхности Земли суточные вариации магнитного поля. Величина напряжённости электрического поля в ионосфере зависит от местоположения точки наблюдения, времени суток, общего состояния магнитосферы и ионосферы, от активности Солнца. Она колеблется от нескольких единиц до десятков мв /м, а в высокоширотной ионосфере достигает ста и более мв/м. При этом сила тока доходит до сотен тысяч ампер. Из-за высокой электропроводности плазмы ионосферы и магнитосферы вдоль силовых линий магнитного поля Земли электрического поля ионосферы переносятся в магнитосферу, а магнитосферные поля в ионосферу.

  Одним из непосредственных источников электрического поля в магнитосфере является солнечный ветер . При обтекании магнитосферы солнечным ветром возникает эдс Е = v ´b ^ , где b ^ — нормальная компонента магнитного поля на поверхности магнитосферы, v — средняя скорость частиц солнечного ветра.

  Эта эдс вызывает электрические токи, замыкающиеся обратными токами, текущими поперёк хвоста магнитосферы (см. Земля ). Последние порождаются положительными пространственными зарядами на утренней стороне хвоста магнитосферы и отрицательными — на его вечерней стороне. Величина напряженности электрического поля поперёк хвоста магнитосферы достигает 1 мв /м. Разность потенциалов поперёк полярной шапки составляет 20—100 кв.

  Ещё один механизм возбуждения эдс в магнитосфере связан с коллапсом противоположно направленных силовых линий магнитного поля в хвостовой части магнитосферы; освобождающаяся при этом энергия вызывает бурное перемещение магнитосферной плазмы к Земле. При этом электроны дрейфуют вокруг Земли к утренней стороне, протоны — к вечерней. Разность потенциалов между центрами эквивалентных объемных зарядов достигает десятков киловольт. Это поле противоположно по направлению полю хвостовой части магнитосферы.

  С дрейфом частиц непосредственно связано существование магнитосферного кольцевого тока вокруг Земли. В периоды магнитных бурь и полярных сияний электрические поля и токи в магнитосфере и ионосфере испытывают значительные изменения.

  Магнитогидродинамические волны, генерируемые в магнитосфере, распространяются по естественным волноводным каналам вдоль силовых линии магнитного поля Земли. Попадая в ионосферу, они преобразуются в электромагнитные волны, которые частично доходят до поверхности Земли, а частично распространяются в ионосферном волноводе и затухают, На поверхности Земли эти волны регистрируются в зависимости от частоты колебаний либо как магнитные пульсации (10-2 —10 гц ), либо как очень низкочастотные волны (колебания с частотой 102 —104 гц ).

  Переменное магнитное поле Земли, источники которого локализованы в ионосфере и магнитосфере, индуцирует электрическое поле в земной коре. Напряжённость электрического поля в приповерхностном слое коры колеблется в зависимости от места и электрического сопротивления пород в пределах от нескольких единиц до нескольких сотен мв /км, а во время магнитных бурь усиливается до единиц и даже десятков в /км. Взаимосвязанные переменные магнитное и электрическое поля Земли используют для электромагнитного зондирования в разведочной геофизике, а также для глубинного зондирования Земли.

  Определённый вклад в Э. н. З. вносит контактная разность потенциалов между породами различной электропроводности (термоэлектрический, электрохимический, пьезоэлектрический эффекты). Особую роль при этом могут играть вулканические и сейсмические процессы.

  Электрические поля в морях индуцируются переменным магнитным полем Земли, а также возникают при движении проводящей морской воды (морских волн и течений) в магнитном поле. Плотность электрических токов в морях достигает 10-6 а/м 2 . Эти токи могут быть использованы как естественные источники переменного магнитного поля для магнитовариационного зондирования на шельфе и в море.

  Вопрос об электрическом заряде Земли как источнике электрического поля в межпланетном пространстве окончательно не решён. Считается, что Земля как планета электрически нейтральна. Однако эта гипотеза требует своего экспериментального подтверждения. Первые измерения показали, что напряженность электрического поля в околоземном межпланетном пространстве колеблется в пределах от десятых долей до нескольких десятков мв /м.

  Лит.: Тихонов А. Н. Об определении электрических характеристик глубоких слоев земной коры, «Докл. АН СССР», 1950, т. 73, № 2; Тверской П. Н., Курс метеорологии, Л., 1962; Акасофу С. И., Чепмен С., Солнечно-земная физика, пер. с англ., ч. 2, М., 1975.

  Ю. П. Сизов.

(обратно)

Электрическое смещение

Электри'ческое смеще'ние, то же, что вектор электрической индукции (см. Индукция электрическая и магнитная). Термин имеет историческое происхождение (введён Дж. К. Максвеллом ), в современной физической литературе не применяется.

(обратно)

Электрическое сопротивление

Электри'ческое сопротивле'ние

  1) величина, характеризующая противодействие электрической цепи (или её участка) электрическому току , измеряется в омах . Э. с. обусловлено передачей или преобразованием электрической энергии в другие виды: при необратимом преобразовании электрической энергии (преимущественно в тепловую) Э. с. называется сопротивлением активным ; Э. с., обусловленное передачей энергии электрическому или магнитному полю (и обратно), называется сопротивлением реактивным .

  При постоянном токе Э с цепи (обозначается R ) в соответствии с Ома законом равно отношению приложенного к ней напряжения U к силе протекающего тока I (при отсутствии в цепи других источников тока или эдс).

  При переменном токе (синусоидальном) Э. с. цепи равно , где r — активное сопротивление, а x —реактивное сопротивление цепи, определяемое наличием в цепи индуктивности и электрической емкости (см. Сопротивление индуктивное , Сопротивление ёмкостное ); величина Z называется полным электрическим сопротивлением.

  Активное сопротивление элемента электрической цепи зависит как от формы элемента и его размеров, так и от материала, из которого он изготовлен. Для однородного по составу элемента в виде бруска, пластины, трубки или проволоки при постоянном его сечении S и длине l, , где r — удельное сопротивление, характеризующее материал элемента; измеряется в ом ·м, ом ·см или . По удельному сопротивлению все вещества делятся на проводники (см. Металлы , Проводники ), полупроводники (см. Полупроводники , Полупроводниковые материалы ), изоляторы (см. Диэлектрики , Электроизоляционные материалы ). При очень низких температурах Э. с. некоторых металлов и сплавов падает до нуля (см. Сверхпроводимость , Сверхпроводники ). Часто вместо удельного сопротивления, особенно при рассмотрении физической природы Э. с., вводят величину, обратную удельному Э. с.,— электропроводность .

  2) Термин «Э. с.» в обиходе часто употребляют применительно к резистору или какому-либо другому элементу, присоединяемому к электрической цепи, например для ограничения или регулирования силы тока в ней (см. Шунт , Реостат , Потенциометр ).

  Лит. см. при ст. Электропроводность .

(обратно)

Электричество

Электри'чество, совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием электрически заряженных тел или частиц. Взаимодействие электрических зарядов осуществляется с помощью электромагнитного поля (в случае неподвижных электрических зарядов — электростатического поля; см. Электростатика ). Движущиеся заряды (электрический ток ) наряду с электрическим возбуждают и магнитное поле, т. е. порождают электромагнитное поле, посредством которого осуществляется электромагнитное взаимодействие (учение о магнетизме , т. о., является составной частью общего учения об Э.). Электромагнитные явления описываются классической электродинамикой , в основе которой лежат Максвелла уравнения .

  Законы классической теории Э. охватывают огромную совокупность электромагнитных процессов. Среди 4 типов взаимодействий (электромагнитных, гравитационных, сильных и слабых), существующих в природе, электромагнитные занимают первое место по широте и разнообразию проявлений. Это связано с тем, что все тела построены из электрически заряженных частиц противоположных знаков, взаимодействия между которыми, с одной стороны, на много порядков интенсивнее гравитационных и слабых, а с другой — являются дальнодействующими в отличие от сильных взаимодействий. Строение атомных оболочек, сцепление атомов в молекулы (химические силы) и образование конденсированного вещества определяются электромагнитным взаимодействием.

  Историческая справка. Простейшие электрические и магнитные явления известны ещё с глубокой древности. Были найдены минералы, притягивающие кусочки железа, а также обнаружено, что янтарь (греч. электрон, elektron, отсюда термин Э.), потёртый о шерсть, притягивает лёгкие предметы (электризация трением). Однако лишь в 1600 У. Гильберт впервые установил различие между электрическими и магнитными явлениями. Он открыл существование магнитных полюсов и неотделимость их друг от друга, а также установил, что земной шар — гигантский магнит.

  В 17 — 1-й половине 18 вв. проводились многочисленные опыты с наэлектризованными телами, были построены первые электростатические машины, основанные на электризации трением, установлено существование электрических зарядов двух родов (Ш. Дюфе ), обнаружена электропроводность металлов (английский учёный С. Грей). С изобретением первого конденсатора — лейденской банки (1745) — появилась возможность накапливать большие электрические заряды. В 1747—53 Б. Франклин изложил первую последовательную теорию электрических явлений, окончательно установил электрическую природу молнии и изобрёл молниеотвод.

  Во 2-й половине 18 в. началось количественное изучение электрических и магнитных явлений. Появились первые измерительные приборы — электроскопы различных конструкций, электрометры. Г. Кавендиш (1773) и Ш. Кулон (1785) экспериментально установили закон взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов (работы Кавендиша были опубликованы лишь в 1879). Этот основной закон электростатики (Кулона закон ) впервые позволил создать метод измерения электрических зарядов по силам взаимодействия между ними. Кулон установил также закон взаимодействия между полюсами длинных магнитов и ввёл понятие о магнитных зарядах, сосредоточенных на концах магнитов.

  Следующий этап в развитии науки об Э. связан с открытием в конце 18 в. Л. Гальвани «животного электричества» и работами А. Вольты , который правильно истолковал опыты Гальвани присутствием в замкнутой цепи 2 разнородных металлов в жидкости и изобрёл первый источник электрического тока — гальванический элемент (т. н. вольтов столб , 1800), создающий непрерывный (постоянный) ток в течение длительного времени. В 1802 В. В. Петров , построив гальванический элемент значительно большей мощности, открыл электрическую дугу, исследовал её свойства и указал на возможность применений её для освещения, а также для плавления и сварки металлов. Г. Дэви электролизом водных растворов щелочей получил (1807) неизвестные ранее металлы — натрий и калий. Дж. П. Джоуль установил (1841), что количество теплоты, выделяемой в проводнике электрическим током, пропорционально квадрату силы тока; этот закон был обоснован (1842) точными экспериментами Э. Х. Ленца (закон Джоуля — Ленца). Г. Ом установил (1826) количественную зависимость электрического тока от напряжения в цепи. К. ф. Гаусс сформулировал (1830) основную теорему электростатики (см. Гаусса теорема ).

  Наиболее фундаментальное открытие было сделано Х. Эрстедом в 1820; он обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку — явление, свидетельствовавшее о связи между электричеством и магнетизмом. Вслед за этим в том же году А. М. Ампер установил закон взаимодействия электрических токов (Ампера закон ). Он показал также, что свойства постоянных магнитов могут быть объяснены на основе предположения о том, что в молекулах намагниченных тел циркулируют постоянные электрические токи (молекулярные токи). Т. о., согласно Амперу, все магнитные явления сводятся к взаимодействиям токов, магнитных же зарядов не существует. Со времени открытий Эрстеда и Ампера учение о магнетизме сделалось составной частью учения об Э.

  Со 2-й четверти 19 в. началось быстрое проникновение Э. в технику. В 20-х гг. появились первые электромагниты. Одним из первых применений Э. был телеграфный аппарат, в 30—40-х гг. построены электродвигатели и генераторы тока, а в 40-х гг.— электрические осветительные устройства и т. д. Практическое применение Э. в дальнейшем всё более возрастало, что в свою очередь оказало существ, влияние на учение об Э.

  В 30—40-х гг. 19 в. в развитие науки об Э. внёс большой вклад М. Фарадей — творец общего учения об электромагнитных явлениях, в котором все электрические и магнитные явления рассматриваются с единой точки зрения. С помощью опытов он доказал, что действия электрических зарядов и токов не зависят от способа их получения [до Фарадея различали «обыкновенное» (полученное при электризации трением), атмосферное, «гальваническое», магнитное, термоэлектрическое, «животное» и другие виды Э.]. В 1831 Фарадей открыл индукцию электромагнитную — возбуждение электрического тока в контуре, находящемся в переменном магнитном поле. Это явление (наблюдавшееся в 1832 также Дж. Генри ) составляет фундамент электротехники . В 1833—34 Фарадей установил законы электролиза ; эти его работы положили начало электрохимии. В дальнейшем он, пытаясь найти взаимосвязь электрических и магнитных явлений с оптическими, открыл поляризацию диэлектриков (1837), явления парамагнетизма и диамагнетизма (1845), магнитное вращение плоскости поляризации света (1845) и др.

  Фарадей впервые ввёл представление об электрическом и магнитном полях. Он отрицал концепцию дальнодействия, сторонники которой считали, что тела непосредственно (через пустоту) на расстоянии действуют друг на друга. Согласно идеям Фарадея, взаимодействие между зарядами и токами осуществляется посредством промежуточных агентов: заряды и токи создают в окружающем пространстве электрическое или (соответственно) магнитное поля, с помощью которых взаимодействие передаётся от точки к точке (концепция близкодействия). В основе его представлений об электрическом и магнитном полях лежало понятие силовых линий , которые он рассматривал как механические образования в гипотетической среде — эфире , подобные растянутым упругим нитям или шнурам.

  Идеи Фарадея о реальности электромагнитного поля не сразу получили признание. Первая математическая формулировка законов электромагнитной индукции была дана ф. Нейманом в 1845 на языке концепции дальнодействия. Им же были введены важные понятия коэффициентов само- и взаимоиндукции токов. Значение этих понятий полностью раскрылось позднее, когда У. Томсон (лорд Кельвин) развил (1853) теорию электрических колебаний в контуре, состоящем из конденсатора (электроёмкость) и катушки (индуктивность).

  Большое значение для развития учения об Э. имело создание новых приборов и методов электрических измерений, а также единая система электрических и магнитных единиц измерений, созданная Гауссом и В. Вебером (см. Гаусса система единиц ). В 1846 Вебер указал на связь силы тока с плотностью электрических зарядов в проводнике и скоростью их упорядоченного перемещения. Он установил также закон взаимодействия движущихся точечных зарядов, который содержал новую универсальную электродинамическую постоянную, представляющую собой отношение электростатических и электромагнитных единиц заряда и имеющую размерность скорости. При экспериментальном определении (Вебер и ф. Кольрауш , 1856) этой постоянной было получено значение, близкое к скорости света; это явилось определённым указанием на связь электромагнитных явлений с оптическими.

  В 1861—73 учение об Э. получило своё развитие и завершение в работах Дж. К. Максвелла . Опираясь на эмпирические законы электромагнитных явлений и введя гипотезу о порождении магнитного поля переменным электрическим полем, Максвелл сформулировал фундаментальные уравнения классической электродинамики, названные его именем. При этом он, подобно Фарадею, рассматривал электромагнитные явления как некоторую форму механических процессов в эфире. Главное новое следствие, вытекающее из этих уравнений, — существование электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Уравнения Максвелла легли в основу электромагнитной теории света. Решающее подтверждение теория Максвелла нашла в 1886—89, когда Г. Герц экспериментально установил существование электромагнитных волн. После его открытия были предприняты попытки установить связь с помощью электромагнитных волн, завершившиеся созданием радио, и начались интенсивные исследования в области радиотехники .

  В конце 19 — начале 20 вв. начался новый этап в развитии теории Э. Исследования электрических разрядов увенчались открытием Дж. Дж. Томсоном дискретности электрических зарядов. В 1897 он измерил отношение заряда электрона к его массе, а в 1898 определил абсолютную величину заряда электрона. Х. Лоренц , опираясь на открытие Томсона и выводы молекулярно-кинетической теории, заложил основы электронной теории строения вещества (см. Лоренца — Максвелла уравнения ). В классической электронной теории вещество рассматривается как совокупность электрически заряженных частиц, движение которых подчинено законам классической механики. Уравнения Максвелла получаются из уравнений электронной теории статистическим усреднением.

  Попытки применения законов классической электродинамики к исследованию электромагнитных процессов в движущихся средах натолкнулись на существенные трудности. Стремясь разрешить их, А. Эйнштейн пришёл (1905) к относительности теории . Эта теория окончательно опровергла идею существования эфира, наделённого механическими свойствами. После создания теории относительности стало очевидно, что законы электродинамики не могут быть сведены к законам классической механики.

  На малых пространственно-временных интервалах становятся существенными квантовые свойства электромагнитного поля, не учитываемые классической теорией Э. Квантовая теория электромагнитных процессов — квантовая электродинамика — была создана во 2-й четверти 20 в. Квантовая теория вещества и поля уже выходит за пределы учения об Э., изучает более фундаментальные проблемы, касающиеся законов движения элементарных частиц и их строения.

  С открытием новых фактов и созданием новых теорий значение классического учения об Э. не уменьшилось, были определены лишь границы применимости классической электродинамики. В этих пределах уравнения Максвелла и классическая электронная теория сохраняют силу, являясь фундаментом современной теории Э. Классическая электродинамика составляет основу большинства разделов электротехники, радиотехники, электроники и оптики (исключение составляет квантовая электроника). С помощью её уравнений было решено огромное число задач теоретического и прикладного характера. В частности, многочисленные проблемы поведения плазмы в лабораторных условиях и в космосе решаются с помощью уравнений Максвелла (см. Плазма , Управляемый термоядерный синтез , Звёзды ).

  Лит.: Кудрявцев П. С., История физики, М., 1956; Льоцци М., История физики, пер. с итал., М., 1970; Максвелл Дж. К., Избр. соч. по теории электромагнитного поля, [пер. с англ.], М., 1952; Лоренц Г. А., Теория электронов и ее применение к явлениям света и тепловою излучения, пер. с англ., 2 изд., М., 1953; Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976.

  Г. Я. Мякишев.

(обратно)

«Электричество»

«Электри'чество», ежемесячный научно-технический журнал, орган АН СССР, Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике и Центрального правления научно-технического общества энергетики и электротехнической промышленности. Один из старейших технических журналов; основан в 1880 в Петербурге по инициативе П. Н. Яблочкова, В. Н. Чиколева, Д. А. Лачинова, А. Н. Лодыгина и др.; с 1922 издаётся в Москве (перерывы в 1917—22, 1941—1944). Освещает актуальные вопросы теории и практики электроэнергетики и электротехники. Тираж (1978) около 19 тыс. экз.

(обратно)

Электро...

Электро..., часть сложных слов, указывающая на отношение к электричеству (например, электрод , электроскоп ).

(обратно)

Электроакустика

Электроаку'стика, раздел прикладной акустики, содержание которого составляют теория, методы расчёта и конструирование электроакустических преобразователей . Часто к Э. относят теорию и методы расчёта представляющих интерес для прикладной акустики электромеханических преобразователей (например, звукоснимателей, рекордеров, виброметров, электромеханических фильтров и трансформаторов и др.), связанных с электроакустическими преобразователями общностью физического механизма, методов расчёта и конструирования. Э. тесно связана также со многими другими разделами прикладной акустики, поскольку рассматриваемые ею электроакустические преобразователи либо органически входят в состав различной акустической аппаратуры (например, при звуковещании, звукозаписи и воспроизведении звука, в ультразвуковой дефектоскопии и технологии, в гидроакустике, акустической голографии и др.), либо широко применяются при экспериментальных исследованиях (например, в архитектурной и строительной акустике, медицине, геологии, океанографии, сейсморазведке, при измерении шумов и др.).

  Основная задача Э. — установление соотношений между сигналами на входе и выходе преобразователя и отыскание условий, при которых преобразование осуществляется наиболее эффективно или с минимальными искажениями.

  Э. как самостоятельный раздел прикладной акустики сложилась в 1-й половине 20 в., когда применение электроакустических преобразователей приобрело массовый характер и стало постепенно проникать во всё новые области науки и техники. Первые работы по расчётам электроакустических преобразователей относятся к концу 19 и началу 20 вв. и связаны с развитием телефонии, исследованиями колебаний пьезоэлектрических и магнитострикционных резонаторов. Существенным прогрессом в технике электроакустических преобразователей явилось создание метода электроакустических аналогий и эквивалентных схем (см. Электроакустические и электромеханические аналогии ). Важным шагом вперёд в теории расчёта электроакустических преобразователей явилось затем использование метода электромеханических многополюсников и метода эквивалентных схем для систем с т. н. распределёнными постоянными, для которых амплитуда колебаний существенно зависит от их координат аналогично электрическим длинным линиям и волноводам.

  Существенную роль в развитии Э. сыграли работы американских учёных Ф. Морса и Л. Фолди (общая теория электромеханических преобразователей с распределёнными связями), Г. Олсона (теория электромеханических аналогий и эквивалентных схем), У. Мэзона (расчёт пьезоэлектрических преобразователей и фильтров) и советских учёных Н. Н. Андреева и Л. Я. Гутина (заложивших основы современных методов расчёта пьезоэлектрических и магнитострикционных преобразователей), В. В. Фурдуева (установившего различные виды соотношений на основе теоремы взаимности в электромеханических системах), А. А. Харкевича (разработавшего и систематизировавшего общую теорию электроакустических преобразователей) и др.

  Лит.: Гутин Л. Я., Магнитострикционные излучатели и приемники, «Журнал технической физики», 1945, т. 15, в. 12; его же, Пьезоэлектрические излучатели и приемники, там же, 1946, т. 16, в. 1; Фурдуев В. В., Электроакустика, М. — Л., 1948; Харкевич А. А., Теория преобразователей, М. — Л., 1948; Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., М., 1966; Скучик Е., Основы акустики, пер. с англ., т. 1—2. М., 1976.

  Р. Е. Пасынков.

(обратно)

Электроакустические и электромеханические аналогии

Электроакусти'ческие и электромехани'ческие анало'гии, аналогии в законах движения (колебаний) механических колебательных систем и электрических контуров. Главное достоинство Э. и э. а. — возможность применения методов расчёта и анализа электрических колебательных систем при рассмотрении свойств механических и акустических систем (рис.), основанная на сходстве дифференциальных уравнений, описывающих состояние этих систем. На основании сопоставления сходных уравнений составляется таблица соответствия электрических, механических и акустических аналогов, причём в зависимости от того, выбрано ли уравнение последовательного или параллельного электрического контура для сопоставления, различают 1-ю (прямую) и 2-ю (инверсионную) системы аналогий (см. табл.).

Электрические величины Механические величины Акустические величины 1-я система 2-я система 1-я система Напряжение (эдс) U Сила F Скорость v Звуковое давление p Ток i Скорость v Сила F Объёмная скорость S v Индуктивность L Масса m Податливость (гибкость) См Акустическая масса ma = rl/S Ёмкость C Податливость (гибкость) См Масса m Акустическая податливость Ca = V/rc2   Активное сопротивление R Сопротивление механических потерь rм Активная механическая приводимость 1/rм Сопротивление акустических потерь ra

  Примечание. S — площадь, r   — плотность среды, c — скорость звука в среде, V — объём.

  При рассмотрении акустических систем наибольшее распространение получила 1-я система аналогий.

  Э. и э. а. особенно полезны при определении свойств сложных механических систем с несколькими степенями свободы, аналитическое исследование которых решением дифференциальных уравнений весьма трудоёмко. Такие системы представляют в виде совокупности электрических контуров и полученную электрическую схему (эквивалентную схему) анализируют приёмами электротехники. Метод Э. и э. а. применяется для расчёта электромеханических и электроакустических преобразователей .

  Лит.: Фурдуев В. В., Электроакустика, М. — Л., 1948; Ольсон Г., Динамические аналогии, пер. с англ., М., 1947; Матаушек И., Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962.

Примеры электрических и механических аналогов: а — последовательный и параллельный одиночные электрические контуры; б — механическая система с одной степенью свободы; в — акустический резонатор.

(обратно)

Электроакустические преобразователи

Электроакусти'ческие преобразова'тели, устройства, преобразующие электрическую энергию в акустическую (энергию упругих колебаний среды) и обратно. В зависимости от направления преобразования различают Э. п.: излучатели и приёмники. Э. п. широко используют для излучения и приёма звука в технике связи и звуковоспроизведения, для измерения и приёма упругих колебаний в ультразвуковой технике, гидролокации и в акустоэлектронике. Наиболее распространённые Э. п. линейны, т. е. удовлетворяют требованию неискажённой передачи сигнала, и обратимы, т. е. могут работать и как излучатель, и как приёмник, и подчиняются принципу взаимности. В большинстве Э. п. имеет место двойное преобразование энергии (рис. ): электромеханическое, в результате которого часть подводимой к преобразователю электрической энергии переходит в энергию колебаний некоторой механической системы, и механоакустическое, при котором за счёт колебаний механической системы в среде создаётся звуковое поле.

  Существуют Э. п., не имеющие механической колебательной системы и создающие колебания непосредственно в среде, например электроискровой излучатель, возбуждающий интенсивные звуковые колебания в результате электрического разряда в жидкости, излучатель, действие которого основано на электрострикции жидкостей. Эти излучатели необратимы и применяются редко. К особому классу Э. п. относятся приёмники звука (также необратимые), основанные на изменении электрического сопротивления чувствительного элемента под влиянием звукового давления, например угольный микрофон или полупроводниковые приёмники, в которых используется т. н. тензорезистивный эффект — зависимость сопротивления полупроводников от механических напряжений. Когда Э. п. служит излучателем, на его входе задаются электрическое напряжение U и ток i, определяющие его колебательную скорость v и звуковое давление р в его поле; на входе Э. п. — приёмника действует давление р или колебательная скорость v, обусловливающие напряжение V и ток I на его выходе (на электрической стороне). Теоретический расчёт Э. п. предусматривает установление связи между его входными и выходными параметрами.

  Колебательными механическими системами Э. п. могут быть стержни , пластинки , оболочки различной формы (полые цилиндры, сферы, совершающие различного вида колебания), механические системы более сложной конфигурации. Колебательные скорости и деформации, возникающие в системе под воздействием сил, распределённых по её объёму, могут, в свою очередь, иметь достаточно сложное распределение. В ряде случаев, однако, в механической системе можно указать элементы, колебания которых с достаточным приближением характеризуются только кинетической, потенциальной энергиями и энергией механических потерь. Эти элементы имеют характер соответственно массы М, упругости 1/С и активного механического сопротивления r (т. н. системы с сосредоточенными параметрами). Часто реальную систему удаётся искусственно свести к эквивалентной ей (в смысле баланса энергий) системе с сосредоточенными параметрами, определив т. н. эквивалентные массу М экв , упругость 1/С экв и сопротивление трению r m . Расчёт механических систем с сосредоточенными параметрами может быть произведён методом электромеханических аналогий (см. Электроакустические и электромеханические аналогии ). В большинстве случаев при электромеханическом преобразовании преобладает преобразование в механическую энергию энергии либо электрического, либо магнитного поля (и обратно), соответственно чему обратимые Э. п. могут быть разбиты на следующие группы: электродинамические преобразователи, действие которых основано на электродинамическом эффекте (излучатели) и электромагнитной индукции (приёмники), например громкоговорители , микрофон; электростатические, действие которых основано на изменении силы притяжения обкладок при изменении напряжения и на изменении заряда или напряжения при относительном перемещении обкладок конденсатора (громкоговорители, микрофоны); пьезоэлектрические преобразователи, основанные па прямом и обратном пьезоэффекте (см. Пьезоэлектричество ); электромагнитные преобразователи, основанные на колебаниях ферромагнитного якоря в переменном магнитном поле и изменении магнитного потока при движении якоря; магнитострикционные преобразователи , использующие прямой и обратный эффект магнитострикции .

  Свойства Э. п. — приёмника характеризуются его чувствительностью в режиме холостого хода gxx = V/p и внутренним сопротивлением Zэл . По виду частотной зависимости V/p различают широкополосные и резонансные приёмники. Работу Э. п. — излучателя характеризуют: чувствительность, равная отношению р на определённом расстоянии от него на оси характеристики направленности к U или i; внутреннее сопротивление, представляющее собой нагрузку для источника электрической энергии; акустоэлектрический кпд hа /эл = Wak /Wэл , где Wak — активная акустическая мощность в нагрузке, Wэл — активная электрическая потребляемая мощность, Wak = Zн v 0 2 (v 0 — колебательная скорость точки центра приведения на излучающей поверхности, Zн — сопротивление акустической нагрузки, равное сопротивлению излучения Zs , при контакте Э. п. со сплошной средой). Перечисленные параметры зависят от частоты. Величины р и hа /эл достигают максимального значения на частотах механического резонанса, вследствие чего мощные излучатели делают, как правило, резонансными. Конструкции Э. п. существенно зависят от их назначения и применения и поэтому весьма разнообразны.

  Лит.: Фурдуев В. В., Электроакустика, М. — Л., 1948; Харкевич А. А., Теория преобразователей, М. — Л., 1948; Матаушек И., Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962; Ультразвуковые преобразователи, под ред. Е. Кикучи, пер. с англ., М., 1972.

  Б. С. Аронов, Р. Е. Пасынков.

Блок-схема электроакустического преобразователя: 1 — электрическая сторона; 2 — механическая колебательная система; 3 — звуковое поле; сплошные стрелки — электромеханическое (механоэлектрическое) преобразование; пунктирные — механоакустическое (акустомеханическое).

(обратно)

Электроаэрозольтерапия

Электроаэрозольтерапи'я, лечение аэрозолями лекарственных веществ, частицы которых имеют электрический заряд; метод физиотерапии. В отличие от аэрозолей, электроаэрозоли благодаря одноимённому (чаще отрицательному) заряду частиц обеспечивают максимальную устойчивость дисперсной системы, более глубокое проникновение медикаментов в ткани, их высокую концентрацию и более длительное пребывание в организме. Для получения электроаэрозолей используют специальные аппараты, например ручной генератор электроаэрозолей, генератор электроаэрозолей камерный (ГЭК-1). Э. применяют главным образом в виде ингаляций (для профилактики послеоперационных пневмоний, лечения острых и хронических заболеваний органов дыхания и др.), реже — в виде местного воздействия (при трофических язвах, ранах, заживающих вторичным натяжением, и др.). См. также Аэрозольтерапия .

  Лит.: Эйдельштейн С. М., Основы аэрозольтерапии, М., 1967; Справочник по физиотерапии, М., 1976.

(обратно)

Электробаланс

Электробала'нс, см. Энергетический баланс .

(обратно)

Электробалластер

Электробалла'стер, балласстер, путевая машина , распределяющая балласт под шпалами, осуществляющая подъёмку и сдвижку (рихтовку) рельсошпальной решётки, а также другие работы при реконструкции, ремонте и строительстве ж.-д. пути. Механизм подъёма рельсошпальной решётки имеет 2 электромагнита для захвата рельсов и электровинтовые приводы для их подъёма и сдвига. Э. оборудуется дозатором балласта и балластёрными рамами для его разравнивания под шпалами, щётками для сметания излишка балласта. По конструкции различают Э. с шарниро-сочленённой рамой и консольные. У первых оборудование размещено на 2 фермах, соединённых между собой шарниром. У консольных Э., используемых при строительстве ж.-д. пути, механизм подъёма рельсо-шпальной решётки расположен впереди на консольной части фермы.

(обратно)

Электробур

Электробу'р, забойная буровая машина с погружным электродвигателем, предназначенная для бурения глубоких скважин, преимущественно на нефть и газ. Идея Э. для ударного бурения принадлежит русскому инженеру В. И. Дедову (1899). В 1938—40 в СССР А. П. Островским и Н. В. Александровым создан и применен первый в мире Э. для вращательного бурения, спускаемый в скважину на бурильных трубах.

  Э. состоит из маслонаполненного электродвигателя и шпинделя. Мощность трёхфазного электродвигателя зависит от диаметра Э. и составляет 75—240 квт. Для увеличения вращающего момента Э. применяют редукторные вставки, монтируемые между двигателем и шпинделем и снижающие частоту вращения до 350, 220, 150, 70 об /мин. Частота вращения безредукторного Э. 455—685 об /мин. Длина Э. 12—16 м, наружный диаметр 164—290 мм.

  При бурении Э., присоединённый к низу бурильной колонны, передаёт вращение буровому долоту. Электроэнергия подводится к Э. по кабелю, смонтированному отрезками в бурильных трубах. При свинчивании труб отрезки кабеля сращиваются специальными контактными соединениями. К кабелю электроэнергия подводится через токоприёмник, скользящие контакты которого позволяют проворачивать колонну бурильных труб. Для непрерывного контроля пространственного положения ствола скважины и технологических параметров бурения при проходке наклонно направленных и разветвлённо-горизонтальных скважин используется специальная погружная аппаратура (в т. ч. телеметрическая). При бурении Э. очистка забоя осуществляется буровым раствором, воздухом или газом.

  В СССР с помощью Э. проходится свыше 300 тыс. м скважин (свыше 2% общего объёма бурения). Использование Э., благодаря наличию линии связи с забоем, особенно ценно для исследования режимов бурения.

  Лит.: Фоменко Ф. Н., Бурение скважин электробуром, М., 1974.

  Р. А. Иоаннесян.

(обратно)

Электровакуумные приборы

Электрова'куумные прибо'ры (ЭВП), приборы для генерации, усиления и преобразования электромагнитной энергии, в которых рабочее пространство освобождено от воздуха и защищено от окружающей атмосферы жёсткой газонепроницаемой оболочкой. К ЭВП относятся лампы накаливания , вакуумные электронные приборы (в которых поток электронов проходит в вакууме), газоразрядные электронные приборы (в которых поток электронов проходит в газе).

  Лампы накаливания — наиболее массовый вид ЭВП (в 70-х гг. 20 в. ежегодный мировой выпуск составляет около 10 млрд. штук). Удаление воздуха из баллона лампы предотвращает окисление нити накала кислородом. Для уменьшения испарения накалённой нити лампы накаливания некоторых типов после удаления воздуха наполняют инертным газом. Это позволяет повысить рабочую температуру нити накала и тем самым — световую отдачу ламп без изменения срока их службы. Присутствие инертного газа не влияет на процесс преобразования подводимой к лампе электрической энергии в световую.

  Вакуумные электронные приборы изготовляют с таким расчётом, чтобы в рабочем режиме давление остаточных газов внутри баллона составляло 10-6 —10-10 мм рт. ст. При такой степени разрежения ионы остаточных газов не влияют на траектории электронов и шумы, создаваемые потоком этих ионов при их движении к катоду, достаточно малы. Такие ЭВП охватывают следующие классы приборов. 1) Электронные лампы — триоды , тетроды , пентоды и т. д.; предназначены для преобразования энергии постоянного тока в энергию электрических колебаний с частотой до 3×109 гц. Основные области применения электронных ламп — радиотехника, радиосвязь, радиовещание, телевидение. 2) ЭВП СВЧ — магнетроны и магнетронного типа приборы , пролётные и отражательные клистроны , лампы бегущей волны и лампы обратной волны и т. д.; предназначены для преобразования энергии постоянного тока в энергию электромагнитных колебаний с частотами от 3×108 до 3×1012 гц. ЭВП СВЧ используются главным образом в устройствах радиолокации, телевидения (для передачи телевизионных сигналов по линиям радиорелейной связи, спутниковым линиям), СВЧ радиосвязи, телеуправления (например, ИСЗ и космическими кораблями). 3) Электроннолучевые приборы — осциллографические электроннолучевые трубки , кинескопы , запоминающие электроннолучевые трубки и т. д.; предназначены для различного рода преобразований информации, представленной в форме электрических или световых сигналов (например, визуализации электрических сигналов, преобразования двумерного оптического изображения в последовательность телевизионных сигналов и наоборот). 4) Фотоэлектронные приборы — передающие телевизионные трубки , фотоэлектронные умножители , вакуумные фотоэлементы ; служат для преобразования оптического излучения в электрический ток и применяются в устройствах автоматики, телевидения, астрономии, ядерной физики, звукового кино, факсимильной связи и т. д. 5) Вакуумные индикаторы — электронносветовые индикаторы , цифровые индикаторные лампы и др. Работа индикаторных ламп основана на преобразовании энергии постоянного тока в световую энергию. Применяются в измерительных приборах, устройствах отображения информации, радиоприёмниках и т. д. 6) Рентгеновские трубки ; преобразуют энергию постоянного тока в рентгеновские лучи. Применяются: в медицине — для диагностики ряда заболеваний; в промышленности — для обнаружения невидимых внутренних дефектов в различных изделиях; в физике и химии — для определения структуры и параметров кристаллических решёток твёрдых тел, химического состава вещества, структуры органических веществ; в биологии — для определения структуры сложных молекул.

  В газоразрядных электронных приборах (ионных приборах ) давление газа обычно значительно ниже атмосферного (поэтому их и относят к ЭВП). Класс газоразрядных ЭВП охватывает следующие виды приборов. 1) Ионные приборы большой мощности (до нескольких Мвт при токах до тысячи а ), действие которых основано на нейтрализации объёмного заряда ионами газа. К таким ЭВП относятся ртутные вентили , используемые для преобразования переменного тока в постоянный в промышленности, на ж.-д. транспорте и в других отраслях; импульсные водородные тиратроны и таситроны , служащие для преобразования постоянного тока в импульсный в устройствах радиолокации, электроискровой обработки металлов и др.; искровые разрядники и клипперные приборы , применяемые для защиты аппаратуры от перенапряжений. 2) Газоразрядные источники света непрерывного излучения, используемые для освещения помещений, улиц, в светящихся рекламах, киноаппаратуре и т. д., и импульсные источники света , применяемые в устройствах автоматики и телемеханики, передачи информации, оптической локации и т. д. 3) Индикаторы газоразрядные (сигнальные, знаковые, линейные, матричные), служащие для визуального воспроизведения информации в ЭВМ и других устройствах. 4) Квантовые газоразрядные приборы, преобразующие энергию постоянного тока в когерентное излучение — газовые лазеры , квантовые стандарты частоты .

  Лит. см. при ст. Электронные приборы .

  Р. Ф. Коваленко.

(обратно)

Электровакуумный диод

Электрова'куумный дио'д, двухэлектродная электронная лампа , разновидность диода . Используется главным образом в качестве кенотрона . Характеризуется отсутствием обратного тока и выдерживает более высокие обратные напряжения, чем газоразрядные и полупроводниковые диоды. Э. д. подразделяются на низковольтные маломощные (обратное напряжение не превышает 2 кв; выпрямленный ток до 0,4 а), высоковольтные маломощные (30 кв; 0,002 а), высоковольтные импульсные (60 кв; 100 а ), высоковольтные рентгеновские (220 кв; 2 а ). С развитием полупроводниковой электроники Э. д. вытесняются полупроводниковыми диодами , обладающими большим кпд.

  Лит. см. при ст. Электронная лампа .

(обратно)

Электровалентная связь

Электровале'нтная связь, то же, что ионная связь .

(обратно)

Электровоз

Электрово'з, локомотив , приводимый в движение тяговыми электродвигателями, получающими электрическую энергию от контактной сети или (реже) и от аккумуляторов, установленных на самом Э. (контактно-аккумуляторный Э.), или только от аккумуляторов (аккумуляторный Э.). По назначению Э. подразделяются на магистральные (грузовые, пассажирские, грузопассажирские), маневровые, промышленные и рудничные, а по роду используемого тока — на Э. постоянного и переменного тока и комбинированные. Для повышения провозной и пропускной способности железных дорог можно использовать одновременно несколько Э., осуществляя управление из кабины одного из них.

  Первый советский магистральный Э. построен в 1932 (совместно Коломенским заводом и московским заводом «Динамо»). В СССР на железных дорогах работают магистральные Э. постоянного тока напряжением 3 кв и Э. однофазного тока промышленной частоты 50 гц напряжением 25 кв. При работе на участках с 2 системами тока иногда используют Э. двойного питания. За рубежом работают Э. на этих же системах тока и напряжения, а также на более старых системах постоянного тока напряжением 1,5 кв и однофазного тока пониженной частоты 162 /3 или 25 гц напряжением 11—16 кв. Для безотцепочной работы с экспрессами на железнных дорогах ряда стран Западной Европы (Франция, Бельгия, ФРГ и др.), имеющих разные системы тока, эксплуатируются пассажирские Э. на 4 системы питания: постоянный ток 1,5 и 3 кв, однофазный ток промышленной частоты 50 гц 25 кв и однофазный ток пониженной частоты 162 /3 гц 15 кв.

  Э. состоит из механической части, электрического и пневматического оборудования. К механической части относятся кузов, в котором располагается большая часть оборудования, ходовая (экипажная) часть и автосцепка . Обычно цельнометаллический кузов опирается на 2- или 3-осные тележки. Они состоят из стальных сварных, литых или брусковых рам, в которых размещены колёсные пары с буксами, имеют рессорное подвешивание, тормозную рычажную систему и тяговую передачу. На тележке установлены тяговые электродвигатели. На грузовых Э. применяется наиболее простое по конструкции тяговой передачи опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей, при котором возникает повышенное воздействие колёсных пар на путь. У скоростных Э., в том числе на разрабатываемых грузовых, рассчитанных на скорости до 120 км/ч и выше, применяют опорно-рамное подвешивание, обеспечивающее меньшее воздействие на путь из-за крепления тяговых электродвигателей на зарессоренной раме тележки. Вращающий момент от электродвигателя на ось колёсной пары при этом передаётся через более сложную тяговую передачу. Иногда применяется передача вращающего момента от тягового двигателя повышенной мощности не на 1, а на 2 или 3 колёсные пары тележки.

  К электрическому оборудованию относятся тяговые электродвигатели, как правило, постоянного тока, вспомогательные машины (например, двигатель компрессора), преобразователи напряжения для питания вспомогательных низковольтных приборов, пускорегулирующие и защитные аппараты, токосъёмник и др., а на Э. переменного тока — тяговый трансформатор и выпрямители для питания тяговых электродвигателей. Пневматическое оборудование включает компрессор, резервуары для хранения сжатого воздуха, тормозные приборы и др. Сжатый воздух используется для питания рабочих приводов системы управления и тормозной системы поезда.

  Скорость движения Э. регулируют изменением напряжения на тяговых электродвигателях и воздействием на их магнитный поток. На Э. постоянного тока в начале движения все электродвигатели включены последовательно, а затем по мере роста скорости — последовательно-параллельно и далее — параллельно, с включением в каждом случае в цепь двигателей пускового реостата, который в начале имеет максимальное сопротивление, а для плавного набора скорости постепенно выводится. На Э. переменного тока различают системы низковольтного и высоковольтного регулирования напряжения. При низковольтной системе, наиболее распространённой на советских Э., напряжение регулируют изменением числа витков вторичной обмотки тягового (понижающего) трансформатора. При высоковольтной системе, основной за рубежом, в том числе на Э. серии ЧС, меняют число витков со стороны первичной обмотки этого трансформатора. Большинство эксплуатируемых Э. оборудуется устройствами для торможения электрического (реостатного или рекуперативного).

  Основные данные наиболее распространённых в СССР магистральных Э. приведены в табл.

  Характеристики наиболее распространённых в СССР электровозов (1977)

Серия Система тока Род службы Число колёсных пар Масса, m Мощность двигателей1 , квт Сила тяги, m Максимальная скорость2 , км/ч ВЛ80К ВЛ80Т ВЛ80Р Переменный Однофазный 50 гц, 25 кв Грузовой 8 184 6520 45,1 110 ВЛ60К То же То же 6 138 4450 31,8 100 ЧС4Т » Пассажир- ский 6 126 5100 17,4 160 ЧС4 » То же 6 126 5100 17,4 160 ВЛ10 Постоянный 3 кв Грузовой 8 184 5200 39,5 100 ВЛ8 То же То же 8 180 4200 35,2 100 ВЛ22М » » 6 132 2400 23,9 75 ЧС2Т » Пассажир- ский 6 126 4620 19,4 160 ЧС2 » То же 6 123 4200 16,5 160

  1 Максимально допустимая конструкцией двигателей, условиями охлаждения и т. п., при работе в течение 1 ч (т. н. часовой режим). 2 Допустимая конструкцией электровоза при эксплуатации.

  Э. серии ВЛ10, ВЛ8 и часть Э. ВЛ22м оборудованы рекуперативным торможением. У Э. остальных серий индекс Т. характеризует реостатное торможение; индекс Р — рекуперативное; индекс К обозначает кремниевые полупроводниковые выпрямители.

  Э. ВЛ80 является самым мощным грузовым Э. в мире, а Э. ЧС4т и ЧС4 — самыми мощными пассажирскими Э.

  Э. всех серий ВЛ (Владимир Ленин) построены в СССР. Э. серии ЧС поставляются заводами ЧССР.

  В 1977 в СССР испытывался пассажирский 8-осный Э. ЧС 200 мощностью 8400 квт с максимальной эксплуатационной скоростью 200 км/ч. В 1978 испытывались грузовые 8-осные Э. однофазного тока повышенной мощности с бесколлекторными вентильными и асинхронными тяговыми электродвигателями, имеющими для регулирования скорости преобразователи на тиристорах .

  Лит.: Быстрицкий Х. Я., Дубровский 3. М., Ребрик Б. Н., Устройство и работа электровозов переменного тока, М., 1973; Устройство и ремонт электровозов постоянного тока, М., 1977.

Советский электровоз ВЛ80.

(обратно)

Электровооружённость труда

Электровооружённость труда', показатель, характеризующий обеспеченность труда электрической энергией; составная часть энерговооружённости труда . Повышение Э. т. — важное условие научно-технического прогресса и роста производительности общественного труда.

  Различают Э. т. и электровооружённость рабочих. Коэффициент Э. т. исчисляется делением количества электрической энергии, потребленной на производстве, на число фактически отработанных человеко-часов. Электровооружённость рабочих характеризуется мощностью электропривода в квт (см. Энергетическое хозяйство предприятия ), приходящейся на 1 рабочего; коэффициент электровооружённости рабочих выражается отношением мощности электромоторов и электрических аппаратов к числу рабочих, занятых в наиболее заполненную смену.

  Сопоставление коэффициента электровооружённости и коэффициента энерговооружённости характеризует уровень электрификации производства. Если на конец года на предприятии коэффициент электровооружённости рабочих 2,0 (2 квт мощности электрического привода на 1 рабочего в наиболее заполненную смену), а коэффициент энерговооружённости рабочих 2,5, то отношение 2,0: 2,5 = 0,8 будет коэффициентом электрификации труда по мощности; если за год коэффициент Э. т. 2,8, а коэффициент энерговооружённости труда 3,2, то отношение 2,8: 3,2 = 0,875 будет коэффициентом электрификации производственного процесса по мощности.

  В статистических публикациях Э. т. в промышленности исчисляется как отношение количества электроэнергии, потребленной за год, к среднесписочному числу рабочих, занятых на производстве. В 1976 по сравнению с 1913 произошло увеличение этого показателя в 56 раз. Коэффициент Э. т. в промышленности растет быстрее, чем производительность труда промышленных рабочих. Сопоставление этих показателей выражает изменение электроёмкости продукции. Например, потребление электроэнергии в промышленности СССР составило в 1940 34,8 млрд. квт ·ч, а в 1976 — 692,8 млрд. квт ·ч, т. е. увеличилось в 19,9 раза. Объём промышленной продукции за то же время увеличился в 17,7 раза; значит электроёмкость продукции возросла в 19,9:17,7 = 1,12 раза.

  Лит.: Родштейн А. А., Статистика энергетики в промышленности, М., 1956; Бакланов Г. И., Адамов В. Е., Устинов А. Н., Статистика промышленности, 3 изд., М., 1976.

  Г. И. Бакланов.

(обратно)

Электровысадочная машина

Электровы'садочная маши'на, предназначена для получения на прутковых, профильных или трубных заготовках местных утолщений путём высадки . Высаживаемый участок заготовки нагревается при перемещении в индукторе; применяют также нагрев в проходной печи сопротивления и электроконтактный нагрев. Э. м. позволяют получать утолщения как на концах заготовки (законцовки), так и чередующиеся по её длине. Благодаря постепенной подаче заготовки в зону нагрева длина утолщения, полученного на Э. м., может быть значительно большей, чем при высадке на горизонтально-ковочных машинах . Э. м. применяют для производства клапанов, труб с фланцами и сильфонами, ступенчатых валов, профилей с законцовками и других деталей из сталей, титановых, алюминиевых, реже медных и никелевых сплавов. На Э. м. получают также заготовки переменного сечения для последующей штамповки.

(обратно)

Электрогидравлический эффект

Электрогидравли'ческий эффе'кт, возникновение высокого давления в результате высоковольтного электрического разряда между погруженными в жидкость электродами. Давление до 3 кбар (300 Мн/м 2 ) получают за счёт энергии импульсное ударной волны, распространяющейся вокруг канала разряда в рабочей среде, обычно в воде. Это давление используют для механического воздействия на материалы при их обработке (например, прессовании, штамповке, гибке), очистке, дроблении, размоле, перемешивании (например, при приготовлении суспензий), распылении и др. Энергия, необходимая для электрического разряда, накапливается в конденсаторе. В зависимости от назначения установок применяют конденсаторы ёмкостью от 10 до 1500 мкф, сила тока в импульсе 15—50 ка, длительность разряда 10—40 мксек, мгновенная мощность до 200 Мвт.

  Лит.: Несветайлов Г. А., Серебряков Е. А., Теория и практика электрогидравлического эффекта, Минск, 1966; Попилов Л. Я., Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов, М., 1969.

  Л. Ю. Максимов.

(обратно)

Электрогидравлическое бурение

Электрогидравли'ческое буре'ние, основано на разрушении горной породы в заполненном водой забое скважины гидравлическим ударом, создаваемым разрядом тока высокого напряжения (до 200 кв ). Впервые разработано в СССР Л. В. Юткиным в 50-х годах. Бур выполнен в виде невращающегося трубчатого и вращающегося центрального электродов, к которым с поверхности подаются с заданной частотой импульсы тока высокого напряжения. Происходит электрический пробой межэлектродного промежутка по воде. Расширяющаяся газовая полость пробоя создаёт гидравлический удар жидкости, в результате которого происходит разрушение породы на забое.

(обратно)

Электроглянцеватель

Электроглянцева'тель, электрический прибор для придания зеркального блеска поверхности позитива, выполненного на глянцевой фотобумаге. Основная часть Э.— стальной полированный хромированный барабан (или пластины), внутри которого помещен электрический нагревательный элемент (для ускорения сушки фотобумаги). Поверхность фотобумаги, прикатанной (например, с помощью резинового валика) фотографическим слоем к барабану (пластине), после высыхания приобретает зеркальный блеск.

(обратно)

Электрогорск

Электрого'рск (до 1946 — посёлок Электропередача), город в Павлово-Посадском районе Московской области РСФСР, в 75 км к В. от Москвы. Соединён ж.-д. веткой со станцией Павлово-Посад (на линии Москва — Орехово-Зуево). Возник в связи со строительством (1912—14) электростанции на торфе — ГРЭС им. Р. Э. Классона. Торфопредприятие. Мебельный комбинат, заводы: авторемонтный, 2 механических по ремонту электромеханического оборудования, асфальтобетонный.

(обратно)

Электрогравиметрия

Электрогравиме'трия, один из электрохимических методов анализа .

(обратно)

Электрогравировальный аппарат

Электрогравирова'льный аппара'т, электронно-гравировальный автомат, электронно-механическое устройство для автоматического изготовления клише однокрасочной или цветной печати. Создан в начале 30-х гг. (Хоуэй, США, 1932, Н. П. Толмачев, СССР, 1934). Принцип действия Э. а. основан на последовательной построчной развёртке (сканировании) иллюстрационного оригинала и преобразовании отражённой от него световой энергии в электрическую. Последняя используется для управления гравировальным устройством, которое имеет резец, создающий на формном материале (металле или пластмассе) необходимые углубления (пробельные элементы клише). Глубина и площадь пробельных элементов обратно пропорциональна тональности оригинала (насыщенности цветом), а их количество, приходящееся на 1 см 2 клише, составляет от 400 до 3600 шт. и выше. Скорость гравирования до 12 м/мин. По сравнению с фотоцинкографскими процессами (см. Цинкография ) изготовление клише на Э. а. обеспечивает полную автоматизацию процесса, уменьшение производственной площади, снижение себестоимости продукции и улучшение условий труда работающих. Э. а. широко используются в типографиях и на полиграфических комбинатах. С 60-х гг. выпускаются Э. а. и для изготовления форм глубокой печати на омеднённых цилиндрах, воспроизводящих не только иллюстрации, но и текст.

  Лит.: Рабинович А. Д., Духовный И. Я., Полиграфические электронные гравировальные машины, М., 1961; Далматова С. А., Технология электронно-гравировальных процессов, М., 1973; Грибков А. В., Розенфельд П. Я., Стереотипное и фотомеханическое оборудование, М., 1975.

  Н. Н. Полянский.

Упрощённая схема электрогравировального (цилиндрового) аппарата: 1 и 2 — цилиндры для закрепления оригинала и формной пластины; 3 — развёртывающее устройство с точечным источником света и фотоэлементом; 4 — функциональный электронный усилитель мощности и напряжения; 5 — гравирующее устройство.

(обратно)

Электрографическое копирование

Электрографи'ческое копи'рование, то же, что электрофотографическое копирование .

(обратно)

Электрография

Электрогра'фия (от электро... и ...графия ), совокупность электрических и магнитных способов воспроизведения красочных изображений на различных материалах. К Э. обычно относят электрофотографию , электрографическое копирование, магнитографию (ферромагнитографию) и др. Электрографические способы получения изображений, используемые в полиграфическом производстве, отличаются относительной простотой изготовления печатных форм, но пока ещё уступают классическим полиграфическим способам по скорости и производительности печатного процесса и качеству воспроизведённого оригинала и поэтому применяются ограниченно: для получения небольшого количества копий оригинала, для изготовления малоформатных офсетных печатных форм при оперативном размножении документации небольшими тиражами.

(обратно)

Электрод (сварочн.)

Электро'д сварочный, см. в ст. Сварочные материалы .

(обратно)

Электрод (электротехнич.)

Электро'д (от электро... и греч. hodos — путь), конструктивный элемент электронного, ионного или электротехнического прибора или технологической установки, представляющий собой проводник определённой формы, посредством которого участок электрической цепи, приходящийся на рабочую среду (вакуум в техническом смысле, газ, полупроводник, жидкость), соединяется с остальной частью этой цепи (образуемой проводами).

  Э. электронного прибора (электронной лампы , электроннолучевого прибора , полупроводникового прибора и др.) обычно выполняют в виде пластинки, сетки, цилиндра и т. д. функции этих Э. весьма разнообразны. Например, такие Э., как катод , фотокатод , служат источниками электронов; сетки (управляющие, экранирующие, антидинатронные) и Э. электронных пушек используются для создания внутри прибора электрических полей, управляющих движением электронов и ионов в рабочей среде; анод является коллектором электронов.

(обратно)

Электродвижущая сила

Электродви'жущая си'ла (эдс), физическая величина, характеризующая действие сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока; в замкнутом проводящем контуре равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура. Если через E стр обозначить напряжённость поля сторонних сил, то эдс в замкнутом контуре (L ) равна , где dl — элемент длины контура.

  Потенциальные силы электростатического (или стационарного) поля не могут поддерживать постоянный ток в цепи, т. к. работа этих сил на замкнутом пути равна нулю. Прохождение же тока по проводникам сопровождается выделением энергии — нагреванием проводников. Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внутри источников тока: генераторов, гальванических элементов, аккумуляторов и т. д. Происхождение сторонних сил может быть различным. В генераторах сторонние силы — это силы со стороны вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля со временем, или Лоренца сила , действующая со стороны магнитного поля на электроны в движущемся проводнике; в гальванических элементах и аккумуляторах — это химические силы и т. д. Эдс определяет силу тока в цепи при заданном её сопротивлении (см. Ома закон ). Измеряется эдс, как и напряжение, в вольтах .

  Лит.: Калашников С. Г., Электричество, М., 4 изд., 1977 (Общий курс физики); Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976.

  Г. Я. Мякишев.

(обратно)

Электродетонатор

Электродетона'тор, устройство для возбуждения детонации заряда взрывчатого вещества с помощью электрического тока. Состоит из капсюля-детонатора и электровоспламенителя, размещенных в одной гильзе. Для инициирования Э. в качестве источников тока используют взрывные машинки , реже силовую или осветительную сеть. Известны конструкции Э. с мостиком накаливания (распространены в СССР), токопроводящим воспламенительным составом и искровые. По времени срабатывания различают промышленные Э. мгновенного, короткозамедленного и замедленного действия. В Э. мгновенного действия инициирование капсюля-детонатора осуществляется непосредственно от электровоспламенителя, в электродетонаторах короткозамедленного и замедленного действия — через замедляющий состав. По назначению и условиям применения Э. подразделяются на водостойкие и неводостойкие, предохранительные (для шахт, опасных по газу и пыли) и непредохранительные, нормальной и низкой чувствительности, антистатические, повышенной термоустойчивости (для взрывных работ в нефтяной промышленности при температуре окружающей среды до 270 °С), сейсмические (для сейсморазведочных работ). Э. получили распространение при промышленных взрывных работах.

  Лит.: Росси Б. Д., Поздняков З. Г., Промышленные взрывчатые вещества и средства взрывания, М., 1971.

  В. М. Комар.

(обратно)

Электродиагностика

Электродиагно'стика (от электро... и диагностика ), метод исследования функций проводимости двигательных нервов и возбудимости мышц при помощи раздражения их электрическим током. Применяется для выявления заболеваний или травм периферических нервов и мышц. Для Э. пользуются как постоянным, так и переменным током. На поверхности тела имеются определённые точки, которые соответствуют наиболее электрически возбудимым пунктам каждого нерва и мышцы; к ним прикрепляют активный электрод в виде стержня; пассивный электрод, в виде широкой свинцовой пластины помещают в области грудины или поясницы исследуемого. Определяют порог возбудимости (по минимальной силе тока, способной вызвать видимое глазом сокращение мышцы) сначала на здоровой, затем на пораженной стороне и устанавливают количественные изменения. Отсутствие реакции мышцы на сильные раздражения говорит о гибели нерва или мышцы. По восстановлению возбудимости судят о регенерации нерва после травмы. Э. — метод раннего выявления тетании, миастении, миотонии и других заболеваний. Как вид Э. можно рассматривать хронаксиметрию , при которой измерение электровозбудимости тканей проводят с учётом силы тока и длительности его действия (так, при полиомиелите наблюдается резкое удлинение времени для вызова ответной реакции мышцы на раздражение). Э. используется также для распознавания некоторых ушных, глазных, внутренних и других заболеваний.

  Электроодонтодиагностикой называется исследование чувствительных нервов зуба при помощи их раздражения электрическим током; используется в стоматологии для распознавания болезненных изменений пульпы или периодонта.

(обратно)

Электродиализ

Электродиа'лиз, см. в ст. Диализ .

(обратно)

Электродинамика

Электродина'мика классическая, классическая (неквантовая) теория поведения электромагнитного поля , осуществляющего взаимодействие между электрическими зарядами. Основные законы классической Э. сформулированы в Максвелла уравнениях . Эти уравнения позволяют определить значения основных характеристик электромагнитного поля — напряжённости электрического поля Е и магнитной индукции В — в вакууме и в макроскопических телах в зависимости от распределения в пространстве электрических зарядов и токов.

  Микроскопическое электромагнитное поле, создаваемое отдельными заряженными частицами, в классической Э. определяется Лоренца — Максвелла уравнениями , которые лежат в основе классические статистические теории электромагнитных процессов в макроскопических телах; усреднение уравнений Лоренца — Максвелла приводит к уравнениям Максвелла.

  Законы классической Э. неприменимы при больших частотах и, соответственно, малых длинах электромагнитных волн , т. е. для процессов, протекающих на малых пространственно-временных интервалах. В этом случае справедливы законы квантовой электродинамики .

  Историю возникновения и развития классической Э. см. в ст. Электричество .

  Г. Я. Мякишев.

(обратно)

Электродинамика движущихся сред

Электродина'мика дви'жущихся сред, раздел электродинамики, в котором изучаются электромагнитные явления, в частности законы распространения электромагнитных волн , в движущихся средах. Э. д. с. включает также оптику движущихся сред, в которой исследуется распространение света в движущихся средах. Хотя экспериментальный материал накапливался в течение нескольких столетий, полное его объяснение стало возможным только после появления теории относительности.

  18 и 19 вв. ознаменовались бурным развитием ньютоновской механики. На её основе были объяснены не только механическое движение тел и динамика сплошных сред, но и, казалось бы, не связанные с механикой тепловые явления. У подавляющего большинства физиков возникла уверенность, что все явления в природе могут быть объяснены действием законов классической механики. Это нашло свое выражение и в подходе к электромагнитным явлениям. Опыты по интерференции света с неопровержимостью указывали на то, что свет имеет волновую природу. Но из механики было известно, что для распространения волны необходима упругая среда. Поэтому считалось, что и для распространения световых волн также нужна упругая среда. Колебания этой светоносной среды, названной эфиром, и связывались со световыми волнами. Т. к. было известно, что свет распространяется и в пустоте, приходилось считать, что пустота тоже заполнена световым эфиром. Эфир наделялся весьма необычными свойствами: с одной стороны, он должен был обладать очень большой упругостью (поскольку скорость распространения волн тем больше, чем больше упругость среды, а скорость световых волн очень велика), с другой — не должен оказывать никакого механического сопротивления движущимся сквозь него телам (поскольку все тела движутся в пустоте без сопротивления).

  Попытка объяснения электромагнитных явлений с помощью теории эфира неизбежно приводила к вопросу о том, как протекают электромагнитные явления в теле, движущемся через эфир. Основные теории, созданные в конце 19 в. для описания оптических явлений в движущейся классической среде (теории Г. Герца и Х. Лоренца ), базировались на представлении об эфире. Однако они противоречили некоторым известным к тому времени опытам.

  Создание непротиворечивой Э. д. с. стало возможным лишь после появления специальной теории относительности А. Эйнштейна (1905), которая устранила эфир как светоносную среду и как преимуществ. систему отсчёта. Понятия «покоящаяся» и «движущаяся» среды потеряли свой абсолютный характер и стали определяться только выбором системы отсчёта (и связанным с ней «наблюдателем»).

  В 1908 Г. Минковский показал, что Максвелла уравнения для покоящихся сред в сочетании с принципом относительности Эйнштейна (см. Относительности принцип ) однозначно определяют электромагнитное поле в движущейся среде. Эти же уравнения могут быть получены и другим путём — усреднением микроскопических уравнений электронной теории Лоренца (см. Лоренца — Максвелла уравнения ) с учётом того, что у всех частиц среды имеется скорость упорядоченного движения.

  Уравнения для полей в движущейся среде совпадают с уравнениями Максвелла в покоящейся среде:

; div D = 4pr;   (1)

; div B = 0

  Здесь Е и Н — векторы напряжённостей электрического и магнитного полей, D и В — электрическая и магнитная индукции, r и j — плотности внешних зарядов и токов.

  Эта система уравнений должна быть дополнена т. н. материальными уравнениями, связывающими напряжённости полей с индукциями. В покоящейся среде материальные уравнения имеют вид: D = eЕ, В = mН (1a), где e и m — диэлектрическая и магнитная проницаемости среды. Из вида этих соотношений в покоящейся среде однозначно следует их вид в среде, движущейся со скоростью u:

  (2)

  (квадратные скобки обозначают векторное произведение). Это т. н. материальные уравнения Минковского; при u= 0 они переходят в уравнения (1a). Материальные уравнения (2), вытекающие из принципа относительности, в сочетании с уравнениями Максвелла (1) удовлетворительно объясняют результаты всех экспериментов по изучению электромагнитных явлений в движущихся средах. Ниже рассмотрены некоторые из следствий теории Э. д. с.

  Распространение электромагнитных волн в движущейся среде. Пусть в среде, движущейся со скоростью u, распространяется электромагнитная волна

Е=Eoei ( kr - w t ) ,                  (3)

H =H o ei (kr- w t ) .

  Здесь E o и Н о — амплитуды электрического и магнитного полей, k — волновой вектор, w — круговая частота волны, r, t — координата и время. Из уравнений (1) — (3) вытекает, что волновой вектор и частота в движущейся среде связаны соотношением

          (4)

  При u = 0 (для покоящейся среды) получаем k 2 = emw2 /c 2 . В соотношение (4) входит угол J между направлением распространения волны (вектором k ) и скоростью u (k u = k u cos J); поэтому условия распространения волны для разных направлений различны. При малых u, ограничиваясь величинами первого порядка по u/c, из (4) можно получить выражение для фазовой скорости u фаз волны, распространяющейся под углом J к скорости среды:

;            (5)

  направление фазовой скорости совпадает с направлением волнового вектора k. Эта формула была подтверждена в Физо опыте . Из (5), в частности, видно, что скорость света в движущейся среде не равна сумме скоростей света в неподвижной среде и самой среды.

  Поляризация волны, т. е. направления векторов E 0 и H 0 , зависит от скорости среды: вектор E 0 перпендикулярен не k, как в покоящейся среде, а вектору

, (6)

  представляющему собой линейную комбинацию скорости среды и волнового вектора; вектор H 0 не перпендикулярен k и E 0 .

  До сих пор предполагалось, что среда перемещается как целое равномерно и прямолинейно. Если скорость среды зависит от координат и времени, например если среда вращается, то методы специальной теории относительности становятся недостаточными для определения электромагнитного поля в этом случае. Вид уравнений поля может быть получен с помощью общей теории относительности . (При малых угловых скоростях вращения применима специальная теория относительности.)

  Отражение и преломление света на движущихся границах раздела. Если электромагнитная волна падает на движущуюся границу раздела двух сред, то, как и в случае покоящейся границы, волна частично отражается, а частично проходит через границу. Однако движение границы приводит к ряду новых физических эффектов. Так, оказывается, что угол падения не равен углу отражения, а частоты всех трёх волн — падающей, отражённой и преломленной — различны. Имеются и другие отличия: например, при некоторых скоростях границы может отсутствовать отражённая волна, но зато имеются две преломленные с разными частотами.

  Рассмотрим простейший пример — отражение света от движущегося в пустоте зеркала (Эйнштейн, 1905). В этом случае прошедшая волна отсутствует, имеются лишь падающая и отражённая волны (рис. 1 ). Если скорость u зеркала направлена по нормали к его плоскости, а волна падает на зеркало под углом a1 к нормали, то угол отражения a2 след. образом выражается через угол падения:

,              (7)

  где b = u/c (предполагается, что зеркало движется навстречу падающей волне). При b = 0 (зеркало покоится) получим cos a1 = cos a2 , т. е. равенство углов падения и отражения. Напротив, если скорость зеркала стремится к скорости света, то из (7) следует, что при любом угле падения угол отражения равен нулю, т. е. даже при скользящем падении отраженная волна уходит от зеркала по нормали. Частота отраженной волны связана с частотой падающей волны соотношением:

.     (8)

  Если волна падает на движущееся зеркало по нормали, то из (8) получается

. (9)

  Если скорость зеркала близка к скорости света, частота отражённой волны во много раз больше частоты падающей.

  Движущееся зеркало — один из примеров движущейся границы раздела. В общем случае граница раздела не является идеально отражающей, поэтому кроме падающей и отражённой имеется преломленная волна. Помимо этого, и граница раздела, и среды по обе стороны от неё могут двигаться с различными скоростями. Если скорости сред по обе стороны от границы параллельны плоскости раздела, отражение волны от такой границы сопровождается поворотом плоскости поляризации, причём угол поворота пропорционален относит, скорости граничащих сред.

  Для определения отражённой и преломленной волн необходимо знать условия, которым удовлетворяют поля на границе раздела. В системе отсчёта, в которой граница раздела покоится, граничные условия оказываются такими же, как в электродинамике неподвижных тел.

  По изменению частоты при отражении волны от движущейся границы может быть определена скорость границы. Было также предложено использовать этот эффект для умножения частоты электромагнитных волн; при этом в качестве отражающих тел предлагалось применять пучки ускоренной плазмы . Эксперимент подтвердил такую возможность, однако достигнутая эффективность преобразования частот пока невелика.

  Излучение электромагнитных волн в движущейся среде . Источниками излучения в движущейся среде, как и в покоящейся, являются электрические заряды и токи. Однако характер распространения электромагнитных волн от источника, расположенного в движущейся среде, существенно отличается от того, что имеет место в случае покоящейся среды.

  Пусть в некоторой малой области в движущейся среде расположен источник и время излучения мало. Если бы среда покоилась, то поле излучения расходилось бы от источника во все стороны с одинаковой скоростью, равной скорости света, т. е. всё поле излучения было бы сосредоточено вблизи от сферической поверхности, расширяющейся со скоростью света. Движение среды приводит к тому, что скорость света в разных направлениях оказывается различной [см. формулу (5)]. Поэтому поверхность, на которой поле излучения отлично от нуля, уже не является сферой. Расчёт показывает, что эта поверхность имеет вид эллипсоида вращения с осью симметрии, направленной по скорости движения среды. Полуоси эллипса линейно растут со временем, а центр эллиптической оболочки перемещается параллельно скорости среды. Т. о., оболочка, на которой сосредоточено излучение, одновременно расширяется и «сносится по течению» в движущейся среде («увлекается» средой). Если скорость перемещения среды сравнительно невелика, то источник излучения находится внутри этой оболочки (рис. 2 ).

  Если же скорость движения среды превышает фазовую скорость света, то оболочку «сдувает» настолько сильно, что она вся оказывается «ниже по течению», и источник излучения находится вне этой оболочки (рис. 3 ).

  Прохождение заряженной частицы через движущуюся среду . При рассмотрении излучения в движущейся среде ранее предполагалось, что источник излучения покоится. Если источник движется, то его поле излучения, как и в покоящейся среде, определяется интерференцией волн, испущенных источником в каждой точке своего пути. Отличие от случая покоящейся изотропной среды заключается в том, что из-за эффекта увлечения в движущейся среде скорость волн в разных направлениях различна (см. рис. 2 и 3 ).

  Особенность излучения движущегося источника в движущейся среде можно понять на примере Черенкова — Вавилова излучения . Пусть в среде, движущейся со скоростью u, перемещается с постоянной скоростью и точечная заряженная частица. Для простоты будем считать, что и и u направлены по одной прямой. В случае покоящейся среды (u = 0) частица может стать источником излучения, если её скорость достаточно велика (превышает фазовую скорость света в среде ). Возникающее излучение, называется излучением Черенкова — Вавилова, уносит энергию от движущейся частицы, которая, т. о., замедляется. В движущейся среде источником излучения Черенкова — Вавилова может быть медленная или даже покоящаяся заряженная частица. Если частица покоится, а скорость движения среды превышает фазовую скорость света, возникает характерное волновое поле, представляющее собой излучение Черенкова — Вавилова в этом случае. При этом на частицу — источник излучения — действует ускоряющая сила в направлении движения среды.

  Рассмотренный пример показывает, что в движущейся среде характер взаимодействия заряженной частицы со средой меняется. В зависимости от скоростей частицы и среды потери энергии частицы могут иметь различную величину и даже менять знак, что соответствует уже не замедлению, а ускорению частицы средой.

  После того как стали получать (с помощью сильноточных и плазменных ускорителей ) пучки заряженных частиц большой плотности движущиеся с релятивистской скоростью интерес к Э. д. с. возрос. Плотные пучки во многих отношениях ведут себя как макроскопическая движущаяся среда В связи с применением таких пучков появились новые возможности не только в Э. д. с. вообще, но также в изучении эффектов выше 1-го порядка по u/c, т. е. эффектов в которых величина u/c уже не мала по сравнению с единицей.

  Лит.: Taмм И. Е. Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976; его же, Собр. научных трудов, т. 1, М., 1975; Беккер Р., Электронная теория, пер. с нем., Л. — М., 1936; Болотовский Б. М., Столяров С. С., Современное состояние электродинамики движущихся сред (безграничные среды), в кн.: Эйнштейновский сборник. 1974, М., 1976.

  Б. М. Болотовский.

Рис. 3. Излучение волн в движущейся среде в случае, когда скорость среды превышает фазовую скорость света. Источник излучения находится в начале координат. Расходящиеся от источника волны настолько сильно «сдувает по течению», что они все оказываются по одну сторону от источника.

Рис. 2. Распространение волн излучения в движущейся среде. Источник излучения находится в начале координат. Среда движется вправо со скоростью v . Видно, что волновые поверхности «сносит по течению». Скорость движения среды не превышает фазовой скорости света.

Рис. 1. Отражение света от движущегося зеркала. Угол отражения a2 не равен углу падения a1 , частота w2 отражённого света не равна частоте w1 падающего света. Зеркало движется с постоянной скоростью u навстречу падающему свету.

(обратно)

Электродинамика квантовая

Электродина'мика ква'нтовая, см. Квантовая электродинамика .

(обратно)

Электродинамическая устойчивость аппарата

Электродинами'ческая усто'йчивость аппара'та, способность электрического аппарата работать без повреждений, выдерживая электродинамические усилия, возникающие в нём в результате взаимодействия магнитных полей, создаваемых токопроводящими частями аппарата, и определяемых исходя из самых тяжёлых условий, возможных при его эксплуатации (обычно при коротком замыкании). Э. у. а. задаётся (и указывается в паспорте прибора) либо как максимально допустимая амплитуда сквозного тока, проходящего через аппарат, либо как наибольшее допустимое отношение этого тока к номинальному току аппарата, либо в виде максимально допустимого механического усилия в аппарате при коротком замыкании.

  Лит.: Холявский Г. Б., Расчет электродинамических усилий в электрических аппаратах, М. — Л., 1962; Тамм И. Е., Основы теории электричества, 8 изд., М., 1966.

  Р. Р. Мамошин.

(обратно)

Электродинамический громкоговоритель

Электродинами'ческий громкоговори'тель, громкоговоритель , в котором для преобразования электрических колебаний звуковых частот в механические используют взаимодействие магнитного поля постоянного магнита с током в подвижной катушке, подключенной к источнику электрических колебаний. Катушка (располагаемая в зазоре магнита) и жестко связанная с ней диафрагма (см. рис. ) вместе с магнитной системой образуют т. н. головку Э. г. Взаимодействие тока с магнитным полем вызывает механические колебания диафрагмы, сопровождающиеся излучением звуковых волн либо непосредственно (в Э. г. прямого излучения), либо через рупор (в рупорных громкоговорителях ). Для обеспечения высокого качества звучания и эксплуатационной надёжности Э. г. головку помещают в корпус из дерева, пластмассы или металла. Э. г. используют в радиоприёмниках , электрофонах , магнитофонах и т. п. Мощность Э. г. зависит от его назначения и лежит в пределах от 0,05 до 100 ва ; кпд Э. г. прямого излучения обычно не более 1— 3%. Э. г. бывают узкополосные (обеспечивают воспроизведение в сравнительно узком интервале частот, например 300—5000 гц ) и широкополосные (например, 40—15000 гц ). Широкополосные головки сложны в изготовлении, поэтому в Э. г. часто применяют системы, состоящие из нескольких головок, каждая из которых производит звук в определённом участке частотного диапазона.

  Лит.: Римский-Корсаков А. В., Электроакустика, М., 1973; Эфруси М. М., Громкоговорители и их применение, 2 изд., М., 1976.

  Н. Т. Молодая, Л. З. Папернов.

Схема электродинамического громкоговорителя прямого излучения: М — магнит; ПС — подвижная система (диафрагма); ЗК — звуковая катушка.

(обратно)

Электродинамический микрофон

Эле'ктродинамический микрофо'н, микрофон , в котором для преобразования звуковых колебаний в электрические используют явление возникновения эдс индукции (см. Индукция электромагнитная ) в металлическом проводнике, совершающем под действием звуковых волн вынужденные колебания в поле постоянного магнита.

(обратно)

Электродинамический прибор

Электродинами'ческий прибо'р , измерительный прибор , принцип действия которого основан на механическом взаимодействии двух проводников при протекании по ним электрического тока. Э. п. состоит из измерительного преобразователя , преобразующего измеряемую величину в переменный или постоянный ток, и измерительного механизма электродинамической системы (рис. ). Наиболее распространены Э. п. с подвижной катушкой, внутри которой на оси со стрелкой расположена подвижная катушка. Вращающий момент на оси возникает в результате взаимодействия токов в обмотках катушек 1 и 2 и пропорционален произведению действующих значений этих токов. Уравновешивающий момент создаёт пружина, с которой связана ось. При равенстве моментов стрелка останавливается.

  Э. п. — наиболее точные электроизмерительные приборы, применяемые для определения действующих значений тока и напряжения в цепях переменного и постоянного тока. При последовательном соединении обмоток катушек угол поворота стрелки пропорционален квадрату измеряемой величины. Такое включение обмоток применяется в Э. п. для измерения напряжения и силы тока (вольтметры и амперметры ). Электродинамические измерительные механизмы используют также для измерения мощности (ваттметры ). При этом через неподвижную катушку пропускают ток, пропорциональный току, а через подвижную — ток, пропорциональный напряжению в измеряемой цепи. Показания прибора пропорциональны активному или реактивному значению электрической мощности. В случае исполнения электродинамических механизмов в виде логометров их применяют как частотомеры, фазометры и фарадометры. Э. п. изготовляют главным образом переносными приборами высокой точности — классов 0,1; 0,2; 0,5. Разновидность Э. п. — ферродинамический прибор, котором для усиления магнитного поля неподвижной катушки применяют магнитопровод из ферромагнитного материала. Такие приборы предназначаются для работы в условиях вибрации, тряски и ударов. Класс точности ферродинамических приборов 1,5 и 2,5.

Электродинамический измерительный прибор: 1 и 2 — неподвижная и подвижная катушки; 3 — ось; 4 — пружина; 5 — стрелка; 6 — шкала.

(обратно)

Электродные процессы

Электро'дные проце'ссы, электрохимические превращения на границе электрод/электролит, при которых через эту границу происходит перенос заряда, проходит электрический ток. В зависимости от направления перехода электронов (с электрода на вещество или наоборот) различают катодные и анодные Э. п., приводящие соответственно к восстановлению веществ. Пространственное разделение процессов окисления и восстановления используется в химических источниках тока и при электролизе. Точной мерой скорости Э. п. служит плотность тока (a /см2 ). Особенностью Э. п. является зависимость их скорости от электродного потенциала , а также от строения двойного электричеческого слоя и наличия адсорбированных частиц на межфазной границе. Скорость Э. п. увеличивается по мере возрастания перенапряжения . При равновесном потенциале достигается динамическое равновесие, при котором ток через электрод не протекает, однако через границу фаз идёт непрерывный обмен носителями зарядов — ионами или электронами (т. н. ток обмена — один из основных кинетических параметров Э. п.). Скорость Э. п. может меняться в очень широких пределах в зависимости от природы электрода. Так, ток обмена при электрохимическом процессе выделения водорода из водных растворов кислот варьирует от 10-12 а/см 2 для ртутного электрода до 0,1 а/см 2 для платинового. На скорость Э. п. влияют концентрация реагирующих частиц и температура.

  Простейшие Э. п. — реакции переноса электрона типа Fe2+ ® Fe3+ + е. Перенос электронов может сопровождаться разрывом химических связей и переходом атомов от исходного вещества к продукту реакции, например C6 H5 NO2 + 6H+ + 6е ® C6 H5 NH2 + 2H2 O. Более сложные Э. п. сопровождаются образованием новой фазы. К ним относятся катодное осаждение и анодное растворение металлов, например Ag+ + е ® Ag, а также выделение и ионизация газов, например 2H+ + 2e « H2 . Одной из стадий Э. п. всегда является стадия разряда-ионизации, т. е. переход заряженной частицы через границу фаз. Эта стадия — электрохимический элементарный акт суммарного процесса. Э. п. включают как стадии доставки реагирующего вещества к поверхности электрода, так и отвода продуктов реакции в объём раствора. Э. п. могут включать также химические стадии, предшествующие стадии разряда-ионизации или протекающие после неё. Широко применяемые в технике электродные процессы описаны в статьях Гальванотехника , Электрометаллургия , Электрофизические и электрохимические методы обработки , Анодирование .

  В. В. Лосев.

(обратно)

Электродный потенциал

Электро'дный потенциа'л, разность электрических потенциалов между электродом и находящимся с ним в контакте электролитом (чаще всего между металлом и раствором электролита). Возникновение Э. п. обусловливается переносом заряженных частиц через границу раздела фаз, специфической адсорбцией ионов, а при наличии полярных молекул (в том числе молекул растворителя) — ориентационной адсорбцией их. Величина Э. п. в неравновесном состоянии зависит как от природы и состава контактирующих фаз, так и от кинетических закономерностей электродных реакций на границе раздела фаз. Равновесное значение скачка потенциалов на границе раздела электрод/раствор определяется исключительно особенностями электродной реакции и не зависит от природы электрода и адсорбции на нём поверхностно-активных веществ. Эту абсолютную разность потенциалов между точками, находящимися в двух разных фазах, нельзя измерить экспериментально или рассчитать теоретически. Практическое значение имеют относительные Э. п., обычно называемые просто Э. п., представляющие собой разность Э. п. рассматриваемого электрода и электрода сравнения — чаще всего нормального водородного электрода , Э. п. которого условно принимается равным нулю.

  При электрохимическом равновесии на электроде величина Э. п. (E ) может быть выражена через изменение гиббсовой энергии (DG ) реакции: Е = — DG /zF , где z — число электронов, участвующих в электрохимическом процессе, F — Фарадея число . Э. п. в этом случае зависит от активности (а ) участвующих в реакции веществ (потенциалопределяющих веществ). Для электродов Me/Men + Е = E 0 + (RT/zF ) ln a Me n+ , где R — газовая постоянная, Т — температура, E 0 — нормальный потенциал . Для окислительно-восстановительных систем с инертным электродом, у которых все компоненты электрохимической реакции находятся в растворе, Э. п. (окислительно-восстановительный потенциал ) определяется активностями как окисленной (a ok ), так и восстановленной (а в ) форм вещества:

  ,

  где n — стехиометрический коэффициент.

  В случае, когда на электроде возможно одновременное протекание более одной электродной реакции, используется понятие стационарного Э. п. При пропускании электрического тока измеренный Э. п. будет отличаться от равновесного на величину поляризации (см. Поляризация электрохимическая ).

  Лит. см. при ст. Электрохимия .

  В. В. Городецкий.

(обратно)

Электродоменная печь

Электродо'менная печь, электрическая рудовосстановительная шахтная печь для выплавки чугуна из железных руд. Состоит из шахты с верхней загрузкой шихтовых материалов и расположенного под ней широкого горна. Переменный ток подаётся на наклонные (реже горизонтальные) угольные электроды. Необходимое для технологического процесса тепло выделяется в горне в результате горения электрических дуг, а также нагревания шихты и шлака при прохождении через них электрического тока. Конструкция Э. п. разработана в 1898 (Э. Стассано в Италии). Первая промышленная Э. и. была введена в эксплуатацию в 1908 в Швеции (завод Домнарвет). В 1-й четверти 20 в. число Э. п. достигло нескольких десятков (в основном в Швеции и Норвегии, в меньшей мере в Италии и Японии). Применение Э. п. было экономически оправданным в тех районах, где мало коксующихся углей и есть дешёвая электроэнергия. Но из-за недостаточно высокой производительности и сложности эксплуатации, а также в связи с появлением и развитием мощных закрытых дуговых печей число работающих Э. п. резко сократилось и к середине 70-х гг. их эксплуатация практически прекратилась.

(обратно)

Электроды

Электро'ды гальванических цепей, гальванические электроды, металлические, окисные или другие электрические проводники, находящиеся в контакте с ионным проводником (электролитом — раствором или расплавом). Важнейшей характеристикой таких Э. является электродный потенциал , устанавливающийся на границе электрод/электролит.

  По применению различают электроды сравнения , индикаторные Э. и др. Системы двух различных Э. могут использоваться как химические источники тока , а при пропускании через такие системы постоянного тока они служат электролизёрами .

(обратно)

Электроды сравнения

Электро'ды сравне'ния, гальванические электроды , применяемые для измерения электродных потенциалов . Обычно измеряют разность потенциалов между исследуемым электродом и выбранным Э. с., имеющим известный потенциал относительно условно принятого за нуль потенциала нормального водородного электрода (НВЭ) (более строго: за нуль принят потенциал стандартного водородного электрода, отличающегося от НВЭ тем, что для него равна единице не концентрация, а активность ионов Н+ ). Измеренную разность принимают за потенциал исследуемого электрода, указывая, относительно какого Э. с. он измерен. В качестве Э. с. выбирают электроды, потенциалы которых характеризуются хорошей стабильностью и воспроизводимостью. Э. с. различаются по природе протекающих на них электрохимических реакций. Эти реакции должны быть высокообратимыми (чтобы исключить изменения потенциала Э. с. при прохождении через него небольшого тока).

  Наиболее употребительны Э. с.: каломельные (Hg/Hg2 Cl2 /KCl или HC1), хлорсеребряные (Ag/AgCl/KCl или HCl), ртутносульфатные (Hg/HgSO4 /H2 SO4 ), ртутноокисные (Hg/HgO/KOH), хингидронные (Pt/гидрохинон, хинон/НСl). Потенциалы Э. с. зависят от концентрации потенциалопределяющих ионов (например, для каломельных Э. с.— от концентрации ионов Cl- : потенциалы 0,1 н., 1 н. и насыщенного каломельных Э. с. при 25 °С равны соответственно 333, 280 и 241 мв относительно НВЭ). Изменение потенциалов (j) Э. с. с температурой (t, °С) характеризуется температурными коэффициентами, различными для разных Э. с. Для 1 н. каломельного Э. с., например, j = +280 — 0,24 (t — 25) мв относительно НВЭ при той же температуре (по определению jнвэ = 0 при всех температурах). Выбор Э. с. зависит от условий измерений. В неводных средах можно применять и водный Э. с., но учитывать в этом случае диффузионные потенциалы на границе между водным и неводным растворами. В расплавах используют металлические Э. с., потенциалы которых в данном расплаве не меняются во времени.

  Лит.: Антропов Л. И., Теоретическая электрохимия, 3 изд., М., 1975; Reference electrodes, od. by D. J. G. lves, G. J. Janz, N. Y. — L., 1961; Батлер Д ж., Электроды сравнения в апротонных органических растворителях, в кн.: Электрохимия металлов в неводных растворах, пер, с англ., М., 1974.

  Г. М. Флорианович.

(обратно)

Электрожезловая система

Электроже'зловая систе'ма, см. Жезловая система .

(обратно)

Электроизгородь

Электрои'згородь, электропастух, тонкая стальная проволока, подвешенная на кольях и периодически получающая кратковременные маломощные электрические импульсы. Используется для ограничения пастбищных участков при загонной системе пастьбы скота. Прикоснувшись к проволоке, животное замыкает цепь тока и получает ощущение кратковременного удара. Вскоре у животных вырабатывается условный рефлекс боязни проволоки. Источник питания Э. — аккумуляторные батареи, дающие напряжение не более 6 в. В зависимости от вида скота проволоку навешивают на высоте 40—80 см.

(обратно)

Электроизмерительный комбинированный прибор

Электроизмери'тельный комбини'рованный прибо'р, измерительный прибор, в котором для измерения (неодновременного) двух и более величин используется один измерительный механизм либо несколько различных измерительных преобразователей с общим отсчётным устройством. Шкалу или отсчётное устройство Э. к. п. градуируют в единицах тех величин, которые он измеряет. Наиболее широко используют приборы для измерения электрического напряжения, силы переменного и постоянного тока — ампервольтметры; напряжения, силы переменного и постоянного тока и сопротивления — ампервольтомметры (авометры); индуктивности, напряжения постоянного тока, количества импульсов — универсальные цифровые Э. к. п.

(обратно)

Электроизоляционные масла

Электроизоляцио'нные масла', высокоочищенные масла нефтяные , реже синтетические и растительные масла, используемые для изоляции и охлаждения электрических аппаратов и устройств: трансформаторов (см. Трансформаторные масла ), конденсаторов, кабелей и др. Э. м. отличаются высокой электрической прочностью (до 25 Мв/м ) и имеют электрическое сопротивление порядка 1010 —1012 ом ·см. В 70-е гг. 20 в. мировое производство нефтяных Э. м. составляет около 1 млн. т, а синтетических — около 50 тыс. т в год.

  Лит.: Крейн С. Э., Кулакова Р. В., Нефтяные изоляционные масла, М. — Л., 1959; Липштейн Р. А., Шахнович М, И., Трансформаторное масло, 2 изд., М., 1968; Шахнович М. И., Синтетические жидкости для электрических аппаратов, М., 1972.

(обратно)

Электроизоляционные материалы

Электроизоляцио'нные материа'лы, материалы, применяемые в электротехнических и радиотехнических устройствах для разделения токоведущих частей, имеющих разные потенциалы, для увеличения ёмкости конденсаторов, а также служащие теплопроводящей средой в электрических машинах, аппаратах и т. п. В качестве Э. м. используют диэлектрики , которые по сравнению с проводниковыми материалами обладают значительно большим удельным объёмным электрическим сопротивлением rv = 109 —1020 ом ·см (у проводников 10-6 —10-4 ом ·см ). Основные характеристики Э. м.: удельное объёмное и поверхностное сопротивления rv и rs , относительная диэлектрическая проницаемость e, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости 1/e·d e/dTград -1 , угол диэлектрических потерь d, электрическая прочность Е пр (напряжённость электрического поля, при которой происходит пробой, см. Пробой диэлектриков ). При оценке Э. м. учитывают также зависимость этих характеристик от частоты электрического тока и величины напряжения.

  Э. м. можно классифицировать по нескольким признакам: агрегатному состоянию, химическому составу, способам получения и т. д. В зависимости от агрегатного состояния различают твёрдые, жидкие и газообразные Э. м. Твёрдые Э. м. составляют наиболее обширную группу и в соответствии с физико-химическими свойствами, структурой, особенностями производства делятся на ряд подгрупп, например слоистые пластики, бумаги и ткани, лакоткани, слюды и материалы на их основе, электрокерамические и др. К этим же материалам условно можно отнести лаки, заливочные и пропиточные составы, которые, хотя и находятся в жидком состоянии, но используются в качестве Э. м. в затвердевшем состоянии. Электрическая прочность твёрдых Э. м. (при 20 °С и частоте электрического тока 50 гц ) лежит в пределах от 1 Мв/м (например, для некоторых материалов на основе смол) до 120 Мв/м (например, для полиэтилентерефталата). (О применении и получении твёрдых Э. м. см. в ст. Изоляция электрическая , Изолятор , Лаки , Слюда , Стеклопластики , Пластические массы , Компаунды полимерные , Смолы синтетические . ) Жидкие Э. м. — электроизоляционные масла , в том числе нефтяные, растительные и синтетические. Отдельные виды жидких Э. м. отличаются друг от друга вязкостью и имеют различные по величине электрические характеристики. Лучшими электрическими свойствами обладают конденсаторные и кабельные масла. Электрическая прочность жидких Э. м. при 20 °С и частоте 50 гц обычно находится в пределах 12—25 Мв/м, например для трансформаторных масел 15—20 Мв/м (см. также Жидкие диэлектрики ). Существуют полужидкие Э. м. — вазелины . Газообразные Э. м. — воздух, элегаз (гексафторид серы), фреон-21 (дихлорфторметан). Воздух является естественным изолятором (воздушные промежутки в электрических машинах, аппаратах и т. п.), обладает электрической прочностью около 3 Мв/м. Элегаз и фреон-21 имеют электрическую прочность около 7,5 Мв/м, применяются в качестве Э. м. в основном в кабелях и различных электрических аппаратах.

  По химическому составу различают органические и неорганические Э. м. Наиболее распространённые Э. м. — неорганические (слюда, керамика и пр.). В качестве Э. м. используют природные (естественные) материалы и искусственные (синтетические) материалы. Искусственные Э. м. можно создавать с заданным набором необходимых электрических и физико-химических свойств, поэтому такие Э. м. наиболее широко применяют в электротехнике и радиотехнике. В соответствии с электрическими свойствами молекул вещества различают полярные (дипольные) и неполярные (нейтральные) Э. м. К полярным Э. м. относятся бакелиты, совол, галовакс, поливинилхлорид, многие кремнийорганические материалы; к неполярным — водород, бензол, четырёххлористый углерод, полистирол, парафин и др. Полярные Э. м. отличаются повышенной диэлектрической проницаемостью и несколько повышенной электрической проводимостью и гигроскопичностью.

  Для твёрдых Э. м. большое значение имеют механические свойства: прочность при растяжении и сжатии, при статическом и динамическом изгибе, твёрдость, обрабатываемость, а также тепловые свойства (теплостойкость и нагревостойкость), влагопроницаемость, гигроскопичность, искростойкость и др. Теплостойкость характеризует верхний предел температур, при которых Э. м. способны сохранять свои механические и эксплуатационные свойства. Нагревостойкость Э. м. — способность выдерживать воздействие высоких температур (от 90 до 250 °С) без заметных изменений электрических характеристик материала. В электромашиностроении принято деление Э. м. на 7 классов. Наиболее нагревостойкие Э. м. — неорганические материалы (слюда, фарфор, стекло без связующих или с элементоорганическими связующими). Для хрупких материалов (стекло, фарфор) важна также способность выдерживать перепады температур. Осуществляя электрическое разделение проводников, Э. м. в то же время не должны препятствовать отводу тепла от обмоток, сердечников и других элементов электрических машин и установок. Поэтому важным свойством Э. м. является теплопроводность. Для повышения коэффициента теплопроводности в жидкие Э. м. добавляют минеральные наполнители. Большинство Э. м. в той или иной мере поглощают влагу (гигроскопичны). Для повышения влагонепроницаемости пористые Э. м. пропитывают маслами, синтетическими жидкостями, компаундами. К абсолютно влагостойким можно отнести лишь глазурованный фарфор, стекло и т. п.

  Лит.: Электротехнический справочник, 5 изд., т. 1, М., 1974.

  А. И. Хоменко.

(обратно)

Электроимпульсная обработка

Электрои'мпульсная обрабо'тка, разновидность электроэрозионных методов обработки, основана на использовании сильноточных электрических импульсов относительно большой длительности, следующих с малой (1—10) скважностью (подробнее см. в ст. Электрофизические и электрохимические методы обработки ).

(обратно)

Электроимпульсное бурение

Электрои'мпульсное буре'ние, основано на разрушении горной породы мощным электрическим разрядом (пробоем) высокого напряжения (до 200 кв ), происходящим в приповерхностной зоне забоя скважины, заполненной жидким диэлектриком (масло, дизельное топливо). Разработан в конце 60-х гг. 20 в. в СССР (А. А. Воробьев и др.). Бур выполнен в виде кольцевого зубчатого и центрального электродов. При бурении электроды прижимаются к забою, а центральный электрод вращается, обеспечивая создание последовательных электрических импульсов-пробоев с определенной частотой по всей площади скважины. Горная порода разрушается за счёт напряжений, возникающих в ней при электрическом пробое. Удаление продуктов разрушения производится циркуляцией жидкого диэлектрика. Эффективность бурения не зависит от крепости пород и глубины скважины и определяется параметрами электрического пробоя и условиями удаления продуктов разрушения. Скорость бурения до 6—10 м/ч. Область применения — нисходящие скважины в плотных горных породах, обладающих высоким электрическим сопротивлением и не поглощающих циркулирующий в скважине жидкий диэлектрик. Э. б. находится в стадии эксперимента и промышленной проверки (1977).

  Б. Н. Кутузов.

(обратно)

Электроимпульсный станок

Электрои'мпульсный стано'к, электроэрозионный станок, станок для размерной обработки токопроводящих материалов импульсами дугового разряда . Используется в основном для обработки деталей из твёрдых сплавов. Подробнее см. в ст. Электрофизические и электрохимические методы обработки .

(обратно)

Электроиндукционная дефектоскопия

Электроиндукцио'нная дефектоско'пия, электроиндуктивная дефектоскопия, см. в ст. Дефектоскопия .

(обратно)

Электроинерционные опыты

Электроинерцио'нные о'пыты, опыты, доказавшие, что проводимость металлов обусловлена свободными электронами. Эти опыты были выполнены Л. И. Мандельштамом и Н. Д. Папалекси в 1912 (результаты опытов не были опубликованы) и американскими физиками Т. Стюартом и Р. Толменом в 1916. В Э. о. катушка большого диаметра с намотанным на неё металлическим проводом приводилась в быстрое вращение и затем резко тормозилась. При торможении катушки свободные заряды в проводнике продолжали некоторое время двигаться по инерции. Вследствие движения зарядов относительно проводника в катушке возникал кратковременный электрический ток. Этот ток регистрировался гальванометром, присоединённым к концам катушки с помощью скользящих контактов. Направление тока свидетельствовало о том, что этот ток обусловлен упорядоченным движением отрицательно заряженных частиц. Величина переносимого заряда, согласно расчётам, прямо пропорциональна отношению заряда к массе частиц, создающих ток. Измерения показали, что это отношение равно отношению заряда к массе электрона, полученному из других опытов.

  Лит.: Калашников С. Г., Электричество, 4 изд., М., 1977 (Общий курс физики, т. 2).

(обратно)

Электроинструмент

Электроинструме'нт, ручные переносные машины с приводом от электродвигателя для механической обработки материалов. Э. состоит обычно из корпуса и размещенного в нём электродвигателя, ротор которого соединён с рабочим шпинделем муфтой или редуктором; иногда удлинённый вал ротора Э. является одновременно и рабочим шпинделем. В некоторых случаях (например, электрорубанок) ротор обращенного электродвигателя (статор помещен внутри ротора) служит ножевым валом. Иногда вращательное движение передаётся от электродвигателя к рабочим элементам гибким валом. Э. снабжают рукоятками для переноски и направления инструмента во время работы. Для снижения веса Э. его корпус и некоторые другие детали изготовляются преимущественно из лёгких сплавов. Мощность электродвигателя Э. обычно не превышает 0,4—1,0 квт. Э. предназначен главным образом для производства мелких работ и применяется для механизации ручных операций при выполнении слесарных, монтажных, сборочных и отделочных работ, а также для обработки мест изделий, к которым нельзя подвести инструмент на стационарных станках.

  Широко распространён Э. в металлообработке. Для механизации процесса рубки металлов применяются электрические рубильные молотки, у которых вращение вала электродвигателя преобразуется в возвратно-поступательное движение зубила или крейцмейселя, закрепленного на конце ударника. При резке металлов используются различные электрические ножовки, дисковые пилы, при резке листовой стали толщиной до 3 мм — электрические ножницы вибрационного типа, производительность которых достигает 3—6 м/мин. Они особенно удобны при резке по фигурному раскрою. При опиливании применяются передвижные опиловочные электрические машины, а также электрические напильники. Для сверления и развёртывания отверстий служат ручные сверлильные машины (электродрели) различных типов: лёгкие, средние и тяжёлые для обработки отверстий диаметром соответственно до 9, 15 и 30 мм и угловые — для обработки отверстий в труднодоступных местах. Для механизации процесса нарезания резьбы применяются электрорезьбонарезатели и электросверлилки, оснащенные специальными насадками. При шабрении пользуются электромеханическими шаберами и электрическими шабровочными головками.

  В деревообработке наиболее распространены электропилы, электрорубанки, электрофрезы, электросвёрла, электродолбёжники, шлифовальные Э., сучкорезки, а также переносные паркетно-шлифовальные машины.

  К Э. относятся также электрические гайковёрты, лобзики, шуруповёрты, отбойные молотки, трамбовки, а также вспомогательное оборудование — заточные станки, точила и др. Некоторые виды электрических ручных машин комплектуются различным сменным режущим инструментом. См. также Ручные машины .

  Н. А. Щемелев.

(обратно)

Электроискровая обработка

Электроискрова'я обрабо'тка, разновидность электроэрозионных методов обработки. Основана на специфическом воздействии искрового разряда на материал. Позволяет получать изделия с высокой точностью и малой шероховатостью поверхности (подробнее см. в ст. Электрофизические и электрохимические методы обработки ).

(обратно)

Электрокапиллярные явления

Электрокапилля'рные явле'ния, физические явления, связанные с зависимостью поверхностного натяжения на границе раздела электрод — электролит от потенциала электрода. Э. я. обусловлены существованием на поверхности металла ионов, образующих поверхностный заряд е и обусловливающих существование двойного электрического слоя в отсутствии внешней эдс. Взаимное отталкивание одноимённо заряженных ионов вдоль поверхности раздела фаз компенсирует стягивающие молекулярные силы, вследствие чего поверхностное натяжение s ниже, чем в случае незаряженной поверхности. Подвод извне зарядов, знак которых противоположен знаку e, снижает его значение (см. Поляризация электрохимическая ) и повышает s. При полной компенсации стягивающих сил электростатическими s достигает максимума. Дальнейший подвод зарядов приводит к убыванию s вследствие возникновения и роста нового поверхностного заряда. Экспериментальная кривая зависимости s от потенциала электрода j при постоянном составе раствора хорошо описывается уравнением Линмана: e = — d s/d j. Это уравнение позволяет рассчитать значение e и ёмкость двойного электрического слоя.

  На Э. я. влияет специфическая адсорбция ионов, особенно ионов поверхностно-активных веществ, что позволяет определять их поверхностную активность. Э. я. в расплавленных металлах используют для определения их адсорбционной способности (алюминий, галлий, кадмий, цинк и др.). Теорию Э. я. применяют для объяснения максимумов в полярографии .

  К Э. я. относят также зависимость твёрдости, смачиваемости и коэффициента трения электрода от его потенциала.

  Лит.: Кинетика электродных процессов, М., 1952; Дамаскин Б. Б., Петрий О. А., Введение в электрохимическую кинетику, М., 1975.

  С. С. Духин.

(обратно)

Электрокар

Электрока'р (от электро... и англ. car — тележка), самоходная безрельсовая колёсная тележка с электрическим приводом от аккумуляторной батареи . Э. могут быть с подъёмной и неподъёмной платформой, управляются сидящим или стоящим на машине водителем. Грузоподъёмность от 0,5 до 100 т и более. На рис. показан Э. грузоподъёмностью 2 т. Он состоит из шасси, аккумуляторной батареи, силового и коммутирующего электрооборудования с тяговыми электродвигателями. Скорость передвижения до 20 км/ч. Э. используются на промышленных и торговых предприятиях, на транспорте (ж.-д. станциях, в морских, речных портах и аэропортах) и т. д. В СССР получили распространение Э. грузоподъёмностью 1, 2, 5 и 10 т . Достаточно большая скорость передвижения, хорошая манёвренность, удобство управления и отсутствие вредных выпускных газов делают Э. эффективным средством транспортировки грузов. Получают распространение Э. с программным управлением, в том числе блокируемые с ЭВМ, движущиеся без водителя по трассе, заданной уложенным в дорожном покрытии проводником электрического тока или нанесённой на дорожное покрытие светлой полосой. В производственной практике часто вместо термина «Э.» употребляют термин «электротележка».

  Лит.: Тройнин М. Ф., Ушаков Н. С., Электрокары и электропогрузчики, 3 изд., Л., 1973.

  Е. И. Сурин.

Электрокар с неподъёмной платформой.

(обратно)

Электрокардиограмма

Электрокардиогра'мма (от электро... , кардио... и ...грамма ), записанная на бумаге кривая, отражающая колебания биопотенциалов работающего сердца. См. Электрокардиография .

(обратно)

Электрокардиография

Электрокардиогра'фия (от электро... , кардио... и ...графия ), метод исследования сердечной мышцы путём регистрации биоэлектрических потенциалов работающего сердца. Сокращению сердца (систоле ) предшествует возбуждение миокарда, сопровождающееся перемещением ионов через оболочку клетки миокарда, в результате которого изменяется разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями оболочки. Измерения при помощи микроэлектродов показывают, что изменение потенциалов составляет около 100 мв. В нормальных условиях отделы сердца человека охватываются возбуждением последовательно, поэтому на поверхности сердца регистрируется меняющаяся разность потенциалов между уже возбуждёнными и ещё не возбуждёнными участками. Благодаря электропроводности тканей организма, эти электрические процессы можно уловить и при размещении электродов на поверхности тела, где изменение разности потенциалов достигает 1—3 мв.

  Электрофизиологические исследования сердца в эксперименте проводились ещё в 19 в., однако внедрение метода в медицину началось после исследований Эйнтховена в 1903—24, который применил малоинерционный струнный гальванометр, разработал обозначение элементов регистрируемой кривой, стандартную систему регистрации и основные критерии оценки (см. также Кардиология ). Высокая информативность и относительная техническая простота метода, его безопасность и отсутствие каких-либо неудобств для больного обеспечили широкое распространение Э. в медицине и физиологии. Основные узлы современного электрокардиографа — усилитель, гальванометр и регистрирующее устройство. При записи меняющейся картины распределения электрических потенциалов на движущуюся бумагу получается кривая —электрокардиограмма (ЭКГ), с острыми и закруглёнными зубцами, повторяющимися во время каждой систолы. Зубцы принято обозначать латинскими буквами Р, О, R, S, Т и U (рис. ). Первый из них связан с деятельностью предсердий, остальные зубцы — с деятельностью желудочков сердца. Форма зубцов в разных отведениях в общем различна. Сравнимость ЭКГ у разных лиц достигается стандартными условиями регистрации: способом наложения электродов на кожу конечностей и грудной клетки (обычно используется 12 отведений), определёнными чувствительностью аппарата (1 мм = 0,1 мв ) и скоростью движения бумаги (25 или 50 мм в сек); исследуемый, как правило, находится в положении лёжа, в условиях покоя (при специальных показаниях — и после физической, лекарственной или другие нагрузки). При анализе ЭКГ оценивают наличие, величину, форму и ширину зубцов и интервалов между ними и на этом основании судят об особенностях электрических процессов в сердце в целом и в некоторой степени — об электрической активности более ограниченных участков сердечной мышцы.

  В медицине Э. имеет наибольшее значение для распознавания нарушений сердечного ритма, а также для выявления инфаркта миокарда и некоторых других заболеваний. Однако изменения ЭКГ отражают лишь характер нарушения электрических процессов и, как правило, не являются строго специфичными для определённой болезни. Изменения ЭКГ могут возникать не только в результате заболевания, но и под влиянием обычной дневной активности, приёма пищи, лекарственного лечения и других причин. Поэтому диагноз ставится врачом не по ЭКГ, а по совокупности клинико-лабораторных признаков заболевания. Диагностические возможности возрастают при сопоставлении ряда последовательно снятых ЭКГ (с интервалом в несколько дней или недель). Электрокардиограф используется также в кардиомониторах (аппаратах круглосуточного автоматического наблюдения за состоянием тяжелобольных) и для телеметрического контроля за состоянием работающего человека — в клинической, спортивной, космической медицине, что обеспечивается специальными способами наложения электродов и радиосвязью между гальванометром и регистрирующим устройством.

  Биоэлектрическая активность сердца может быть зарегистрирована и другим способом. Разность потенциалов характеризуется определёнными для данного момента величиной и направлением, т. е. является вектором и может быть условно представлена стрелкой, занимающей определенное положение в пространстве. Характеристики этого вектора изменяются в течение сердечного цикла так, что его начальная точка остаётся неподвижной («электрический центр сердца»), а конечная — описывает сложную замкнутую кривую. В проекции на плоскость эта кривая имеет вид серии петель и называется векторкардиограммой (ВКГ); приближённо она может быть построена графически на основании ЭКГ в разных отведениях, но её можно получить и непосредственно при помощи специального аппарата — векторкардиографа, в котором регистрирующим устройством является катодно-лучевая трубка, а для отведения используются 2 пары электродов, размещенных на обследуемом в соответствующей плоскости. Меняя положение электродов, можно получить ВКГ в различных плоскостях и составить более полное пространственное представление о характере электрических процессов. В некоторых случаях векторкардиография дополняет Э. как диагностический метод. Изучение электрофизиологических основ и клинического применения Э. и векторкардиографии, совершенствование аппаратов и методов регистрации — предмет особого научного раздела медицины — электрокардиологии.

  В ветеринарии Э. применяется у крупных и мелких животных (в основном у лошадей, крупного рогатого скота, собак) для диагностики изменений в сердце, возникающих в результате некоторых незаразных или инфекционных болезней. С помощью Э. у животных определяют нарушения сердечного ритма, увеличение отделов сердца (предсердий, желудочков) и другие изменения в сердце. Э. позволяет контролировать действие на сердечную мышцу животного применяемых или испытываемых лекарственных средств.

  Лит.: Исаков И. И., Кушаковский М. С., Журавлева Н. Б., Клиническая электрокардиография, Л., 1974; Сумароков А. В., Михайлов А. А., Клиническая электрокардиография, 3 изд., М., 1975; Friedman Н. Н., Diagnostic electrocardiography and vectorcardiography, N. Y., 1971; Chung Е. К., Electrocardiography. Practical applications with vectorial principles, N. Y., 1974.

  А. А. Михайлов.

Нормальная кардиограмма.

(обратно)

Электрокатализ

Электроката'лиз, изменение скорости и селективности электрохимических реакций, достигаемое в результате каталитического действия электродов, на поверхности которых эти реакции протекают. Явление Э. впервые было обнаружено в начале 20 в., когда в ряде работ была установлена зависимость скорости катодного выделения водорода от материала электрода. Широкое распространение Э. получил только после 1960, главным образом в связи с развитием исследований, связанных с проблемой топливных элементов . Э. тесно связан с адсорбцией реагирующих, промежуточных и конечных продуктов реакции. Основным вопросом теории Э. является выяснение природы и предсказание каталитической активности различных электродных материалов. Иногда понятие Э. связывают также с изучением адсорбционных и других физико-химических свойств поверхности различных катализаторов электрохимическими методами, а также с изучением кинетики и механизма электрохимических стадий в каталитических процессах в растворах — жидкофазного восстановления или окисления. В ряде случаев эти процессы сводятся к сопряжённым электрохимическим реакциям, например катодного восстановления гидрируемого вещества и анодного окисления водорода.

  Э. имеет большое значение для повышения эффективности работы химических источников тока и электролизёров . Во многих случаях в этих устройствах с целью ускорения электрохимических процессов используются электроды, покрытые платиновыми катализаторами. Одна из практически важных задач исследований в области Э. — разработка менее дорогих и менее дефицитных катализаторов — металлических и неметаллических материалов с высокой электрокаталитической активностью (в т. ч. окислов, органических полупроводников и др.).

  В. С. Багоцкий.

Электрокимограмма здорового человека: AS — левого предсердия; AD — правого предсердия; VS — левого желудочка; латинскими буквами обозначены отдельные элементы кривых.

(обратно)

Электрокаустика

Электрока'устика (от электро... и греч. kaustikos — жгучий), то же, что гальванокаустика .

(обратно)

Электрокимография

Электрокимогра'фия (от электро... , греч. kyma — волна и ...графия ), графический метод исследования сердечно-сосудистой системы при помощи рентгенодиагностической аппаратуры и электрокимографа (см. Кимограф ). Предложена немецким врачом К. Хекманом в 1936. Рентгеновские лучи, пройдя через определённый участок тела исследуемого и щель специальной камеры, попадают на экран фотоэлемента. Возникающий в цепи фотоэлемента электрический ток передаётся на электронный усилитель. Если в фотоэлемент попадают лучи, проходящие через пульсирующий контур сердца или сосуда, то возникающий ток меняется соответственно пульсации исследуемого органа; изменения тока записываются в виде кривой — электрокимограммы. В случае, когда фотоэлемент расположен непосредственно за пульсирующим органом, электрокимограмма отразит разницу в кровенаполнении этого органа во время систолы и диастолы . Отклонения формы электрокимограмм от характерных для определённых отделов сердца (рис. ) и крупных сосудов, а также изменения протяжённости отдельных отрезков кривой могут иметь диагностическое значение. Э. применяется главным образом для распознавания аневризм, некоторых пороков сердца, перикардитов и других заболеваний сердца и сосудов, а также в клинической фармакологии и физиологии.

  Лит.: 3арецкий В. В., Электрокимография, М., 1963; Орлов В. Н., Электрокимография в клинике внутренних болезней, М., 1964.

  Л. Л. Орлов.

(обратно)

Электрокинетические явления

Электрокинети'ческие явле'ния, группа явлений, наблюдаемых в дисперсных системах и капиллярах и выражающихся либо в возникновении движения одной из фаз по отношению к другой под действием внешнего электрического поля (электроосмос , электрофорез ), либо в возникновении разности потенциалов в направлении относительного движения фаз, вызываемого механическими силами (седиментационный потенциал, или эффект Дорна, потенциал течения). Э. я. обусловлены существованием на границе фаз избыточных зарядов, располагающихся в виде двух противоположно заряженных слоев, называемых двойным электрическим слоем . Внешнее электрическое поле, направленное вдоль границы фаз, вызывает смещение одного ионного слоя по отношению к другому, что приводит к относительному перемещению фаз, т. е. к электроосмосу или электрофорезу. Аналогичным образом при течении жидкости или оседании частиц дисперсной фазы наблюдаются явления, обратные электроосмосу и электрофорезу, — относительное движение ионных слоев и пространственное разделение зарядов (поляризация) в направлении движения фаз, т. е. возникновение соответственно потенциалов течения или седиментации. Любое из Э. я. может быть использовано для определения электрокинетического потенциала x. При этом учитывают, что поверхностная проводимость, обусловленная подвижными зарядами двойного электрического слоя, превышает объёмную проводимость системы.

  Теория Э. я., разработанная М. Смолуховским (1903), устанавливает линейную зависимость между количеств, характеристиками Э. я. и внешнего электрического поля. В этой теории, однако, не учитывается отклонение двойного электрического слоя от равновесия и возникновение у дисперсных частиц индуцированного дипольного момента. Для учёта этого явления необходимо исследовать Э. я. совместно с другими электроповерхностными явлениями.

  Лит.: Духин С. С., Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем, К., 1975; Духин С. С., Дерягин Б. В., Электрофорез, М., 1976.

  С. С. Духин.

(обратно)

Электрокинетический потенциал

Электрокинети'ческий потенциа'л, x-потенциал, дзета-потенциал, часть общего скачка потенциала на границе двух фаз, определяющая относительное перемещение этих фаз при электрокинетических явлениях . Общий скачок потенциала при пересечении межфазной границы в дисперсных системах обусловлен существованием двойного электрического слоя . Э. п. — перепад потенциала по той части диффузного слоя, в пределах которой жидкость может быть вовлечена в тангенциальное движение относительно межфазной поверхности при внешнем воздействии на систему. Под влиянием сильно адсорбирующихся на поверхности ионов или изменения pH жидкости может произойти перемена знака на противоположный («перезарядка» поверхности). Э. п. в изоэлектрической точке равен нулю.

(обратно)

Электрокоагуляция

Электрокоагуляция (от электро... и коагуляция ), образование агрегатов частиц дисперсной фазы под воздействием внешнего электрического поля (см. также Коагуляция ). Э. обусловлена тем, что внешнее электрическое поле деформирует (поляризует) двойной электрический слой, существующий вблизи поверхности частиц дисперсной фазы. См. также Диатермокоагуляция .

(обратно)

Электроконтактный телеграфный регулятор

Электроконта'ктный телегра'фный регуля'тор, регулятор , предназначенный для поддержания номинальной частоты вращения вала электродвигателя в приводе электромеханического телеграфного аппарата с целью уменьшения искажений при передаче телеграфных сигналов.

(обратно)

Электрокоптильная установка

Электрокопти'льная устано'вка, см. в ст. Коптильная печь .

(обратно)

Электрокопчение

Электрокопче'ние, способ копчения , при котором тепловая обработка рыбных или мясных продуктов осуществляется с помощью инфракрасного излучения, а осаждение дыма на продукт происходит в электрическом поле при коронном разряде (электрическое поле, воздействуя на ионизированные частицы дыма, вызывает его ускоренное осаждение на продукт). Э. позволяет сократить продолжительность копчения, полностью механизировать и автоматизировать производство, повысить коэффициент использования дыма. Одновременно при Э. уменьшаются технологические потери на 6—12%, снижаются трудоёмкость процесса, а также себестоимость продукции при её высоком качестве.

(обратно)

Электрокорунд

Электрокору'нд, искусственный абразивный материал, в состав которого входят преимущественно закристаллизованный глинозём (алюминия окись ) в форме a-фазы (корунда ), а также окислы кремния, титана, кальция и железа. Получают плавкой глинозёмсодержащего сырья в дуговых печах с последующей кристаллизацией расплава. Плотность Э. (кроме сферокорунда) 3,9—4,0 г/см 3 , микротвёрдость 19—24 Гн/м 2 . В зависимости от содержания глинозёма и особенностей технологии плавки различают несколько разновидностей Э. Нормальный Э., состоящий из корунда (до 95%) с небольшой примесью шлаков и ферросплава, широко используется для обработки металлов. Белый Э. получают путём переплава чистой окиси алюминия (g-фазы). Содержит 98—99% корунда и сравнительно мало примесей. По свойствам и химическому составу белый Э. более однороден, чем нормальный. Микротвёрдость его несколько выше, чем у нормального Э. Применяется для обработки высокопрочных сплавов, при скоростном и прецизионном шлифовании. Легированный Э. (хромистый, титанистый, циркониевый) имеет свойства, зависящие от состава и содержания примесных элементов. Абразивные инструменты из легированного Э. применяются для обработки деталей из конструкционных и некоторых инструментальных сталей. Монокорунд, состоящий из плоскогранных изометричных зёрен монокристаллического корунда с небольшим содержанием примесей (2—3%), получают путём сплавления боксита с сернистым железом. Абразивные инструменты из монокорунда используются для шлифования труднообрабатываемых жаропрочных, конструкционных и других легированных сталей и сплавов. Сферокорунд получают из глинозёма в виде полых корундовых сфер (плотность его 2,2 г /см 3 ); содержит небольшое (<1%) количество примесей. Абразивные инструменты из сферокорунда применяют для обработки мягких и вязких материалов (цветных металлов, пластмасс, резины, кожи). Электрокорундовые зёрна, порошки и микропорошки составляют около 80% общего объёма производства абразивных материалов. Благодаря высокой огнеупорности, стойкости в кислотах и щелочах, хорошей теплопроводности, малому термическому расширению и низкой электропроводности Э. широко применяется также для изготовления огнеупорных, химически инертных изделий, керамических деталей электровакуумных приборов, изоляторов и т. д. Э. используют и как наполнитель в жароупорных бетонах и массах для набивки тиглей индукционных печей. Значительное количество Э. потребляет чёрная металлургия (получение синтетических шлаков для рафинирования жидкой стали). Области использования Э. непрерывно расширяются.

  Лит.: Производство абразивных материалов, Л., 1968; Рысс М. А., Производство металлургического электрокорунда, М., 1971; Абразивные материалы и инструменты. Каталог-справочник, М., 1976.

  М. Л. Мейльман.

(обратно)

Электрокристаллизация

Электрокристаллиза'ция, электроосаждение, кристаллизация металлов и сплавов на катоде при электролизе растворов и расплавов соответствующих солей. Рост кристаллов при Э. металлов имеет много общего с кристаллизацией из пара или раствора, фактором, определяющим пересыщение при Э., является перенапряжение , возникающее на электроде в ходе электрохимической реакции. В зависимости от величины перенапряжения рост кристаллов может происходить путём спирально-слоевого роста на винтовых дислокациях , образования и разрастания двумерных зародышей (особенно на бездислокационных кристаллах) и при достаточно высоких пересыщениях — путём образования трёхмерных зародышей или нормального роста кристаллов.

  Возможность изменения перенапряжения на катоде в широких пределах позволяет при Э. получать слои металлов с сильно различающимися свойствами. Так, в зависимости от условий образования осадков плотность дислокаций в них может изменяться от 106 до 1012 см -2 , соответственно изменяются и такие свойства, как электропроводность, твёрдость, пластичность. Высокие плотности дислокаций были обнаружены в осадках меди, никеля, железа, хрома, платины, серебра и др. Особенно сильное влияние на структуру осадков металлов, полученных методом Э., оказывает адсорбция поверхностно-активных веществ и включение примесей. Э. лежит в основе электрометаллургии , рафинирования металлов, гальванотехники .

  Ю. М. Полукаров.

(обратно)

Электролечение

Электролече'ние, электротерапия, лечение электрическими токами и электромагнитными полями. При Э. применяют постоянный ток низкого напряжения (см. Гальванизация ), переменные токи (см. Дарсонвализация , Диатермия ), в том числе импульсные токи низкой частоты (см. Импульстерапия ), постоянное электрическое поле высокой напряжённости (см. Франклинизация ) и электромагнитные поля различных частот (см. Индуктотермия , Ультракоротковолновая терапия ), в том числе СВЧ (микроволновая терапия ). Э. проводят в виде местных и общих воздействий с наложением электродов на тело пациента (при процедурах с применением электрического тока) или без электродов (при использовании электромагнитных полей). Разнообразие факторов Э. и возможность менять их параметры позволяют индивидуализировать лечебные процедуры. Особенно рационально использование Э. в импульсном режиме, т. к. регулируемые частота и длительность импульсов обеспечивают нормализацию многих нарушенных физиологических процессов. В частности, импульсные токи низкой частоты могут имитировать эффекты нервных импульсов и оказывать на ткани трофическое влияние, нормализуя нарушенную нейроэндокринную регуляцию и избирательно стимулируя деятельность определённых органов и систем. При всех методах Э. проявляются общие, т. н. неспецифические, реакции — усиление кровообращения, обмена веществ, трофики тканей, компенсаторно-защитных свойств организма. Наряду с этим в ответ на действие каждого фактора возникают специфические реакции, проявления которых зависят от его физических свойств, методики применения и особенностей организма. Благодаря успехам в изучении лечебного действия физических факторов и достижениям электротехники и электромедицинского приборостроения Э. занимает значительное место в терапии многих заболеваний и реабилитации больных.

  Лит.: Аникин М. М., Варшавер Г. С., Основы физиотерапии, 2 изд., М., 1950; Ливенцев Н. М., Ливенсон А. Р., Электромедицинская аппаратура, 4 изд., М., 1974; Справочник по физиотерапии, под ред. А. Н. Обросова, М., 1976; Dumoulin J., Bisschop G. de, Electrotherapie, 2 ed., P., 1971; Edel H., Fibel der Elektrodiagnostik und Elektrptherapie, 3 Aufl., Dresden, 1975.

  В. М. Стругацкий.

(обратно)

Электролиз

Электро'лиз (от электро... и греч. lysis — разложение, растворение, распад), совокупность процессов электрохимического окисления-восстановления на погруженных в электролит электродах при прохождении через него электрического тока. Э. лежит в основе электрохимического метода лабораторного и промышленного получения различных веществ — как простых (Э. в узком смысле слова), так и сложных (электросинтез ).

  Изучение и применение Э. началось в конце 18 — начале 19 вв., в период становления электрохимии . Для разработки теоретических основ Э. большое значение имело установление М. Фарадеем в 1833—34 точных соотношений между количеством электричества, прошедшего при Э., и количеством вещества, выделившегося на электродах (см. Фарадея законы ). Промышленное применение Э. стало возможным после появления в 70-х гг. 19 в. мощных генераторов постоянного тока.

  Особенность Э. — пространственное разделение процессов окисления и восстановления: электрохимическое окисление происходит на аноде, восстановление — на катоде. Э. осуществляется в специальных аппаратах — электролизёрах .

  Э. происходит за счёт подводимой энергии постоянного тока и энергии, выделяющейся при химических превращениях на электродах. Энергия при Э. расходуется на повышение гиббсовой энергии системы в процессе образования целевых продуктов и частично рассеивается в виде теплоты при преодолении сопротивлений в электролизёре и в других участках электрической цепи.

  На катоде в результате Э. происходит восстановление ионов или молекул электролита с образованием новых продуктов. Катионы принимают электроны и превращаются в ионы более низкой степени окисления или в атомы, например при восстановлении ионов железа (F3+ e - ® Fe2+ ), электроосаждении меди (Cu2+ + 2e- ® Cu). Нейтральные молекулы могут участвовать в превращениях на катоде непосредственно или реагировать с промежуточными продуктами катодного процесса. На аноде в результате Э. происходит окисление ионов или молекул, находящихся в электролите или принадлежащих материалу анода (анод растворяется или окисляется), например: выделение кислорода (4OH- ® 4e - + 2H2 O + O2 ) и хлора (2C1- ®2e- + Cl2 ), образование хромата (Cr3+ + 3OH- + H2 O ® CrO4 2- + 5H+ + 3e - ), растворение меди (Cu ® Cu2+ + 2e- ), оксидирование алюминия (2Al + 3H2 O ® Al2 O3 +6Н+ + 6e - ). Электрохимическая реакция получения того или иного вещества (в атомарном, молекулярном или ионном состоянии) связана с переносом от электрода в электролит (или обратно) одного или нескольких зарядов в соответствии с уравнением химической реакции. В последнем случае такой процесс осуществляется, как правило, в виде последовательности элементарных одноэлектронных реакций, то есть постадийно, с образованием промежуточных ионов или радикальных частиц на электроде, часто остающихся на нём в адсорбированном состоянии.

  Скорости электродных реакций зависят от состава и концентрации электролита, от материала электрода, электродного потенциала, температуры и ряда других факторов. Скорость каждой электродной реакции определяется скоростью переноса электрических зарядов через единицу поверхности электрода в единицу времени; мерой скорости, следовательно, служит плотность тока.

  Количество образующихся при Э. продуктов определяется законами Фарадея. Если на каждом из электродов одновременно образуется ряд продуктов в результате нескольких электрохимических реакций, доля тока (в %), идущая на образование продукта одной из них, называется выходом данного продукта по току.

  Преимущества Э. перед химическим методами получения целевых продуктов заключаются в возможности сравнительно просто (регулируя ток) управлять скоростью и селективной направленностью реакций. Условия Э. легко контролировать, благодаря чему можно осуществлять процессы как в самых «мягких», так и в наиболее «жёстких» условиях окисления или восстановления, получать сильнейшие окислители и восстановители, используемые в науке и технике. Э. — основной метод промышленного производства алюминия, хлора и едкого натра, важнейший способ получения фтора, щелочных и щелочноземельных металлов, эффективный метод рафинирования металлов. Путём Э. воды производят водород и кислород. Электрохимический метод используется для синтеза органических соединений различных классов и многих окислителей (персульфатов, перманганатов, перхлоратов, перфторорганических соединений и др.). Применение Э. для обработки поверхностей включает как катодные процессы гальванотехники (в машиностроении, приборостроении, авиационной, электротехнической, электронной промышленности), так и анодные процессы полировки, травления, размерной анодно-механической обработки , оксидирования (анодирования ) металлических изделий (см. также Электрофизические и электрохимические методы обработки ). Путём Э. в контролируемых условиях осуществляют защиту от коррозии металлических сооружений и конструкций (анодная и катодная защита).

  Лит. см. при ст. Электрохимия .

  Э. В. Касаткин.

(обратно)

Электролизёры

Электролизёры, аппараты для электролиза , состоящие из одной или многих электролитических ячеек . Э. представляет собой сосуд (или систему сосудов), наполненный электролитом с размещенными в нём электродами — катодом и анодом , соединёнными соответственно с отрицательным и положительным полюсами источника постоянного тока. В промышленности и лабораторной практике применяют Э. различных типов и конструкций (например, открытые и герметически закрытые, для периодической и непрерывной работы, с неподвижными и движущимися электродами, с различными системами разделения продуктов электролиза). В зависимости от назначения Э. рассчитываются для работы при различных температурах — от минусовых (при электрохимическом синтезе малостойких кислородных соединений) до высоких плюсовых (при электролизе расплавленных электролитов в производстве алюминия, кальция и др. металлов). Соответственно Э. снабжают устройствами для нагрева или охлаждения электролита пли электродов.

  Применяют Э. с диафрагмой — пористой перегородкой или мембраной, отделяющей катодное пространство от анодного, проницаемой для ионов, но затрудняющей механическое смешение и диффузию. Для изготовления диафрагм используются асбест, полимерные материалы и керамика, находят применения Э. с ионообменными мембранами. По способу включения в электрическую цепь Э. разделяются на моно- и биполярные. Монополярный Э. состоит из одной электролитической ячейки с электродами одной полярности, каждый из которых может состоять из нескольких элементов, включенных параллельно в цепь тока. Биполярный Э. имеет большое число ячеек (до 100—160), включенных последовательно в цепь тока, причём каждый электрод, за исключением двух крайних, работает одной стороной как катод, а другой как анод.

  Для изготовления анодов применяют графит, углеграфитовые материалы, платину, окислы некоторых металлов, свинец и его сплавы; используются малоизнашивающиеся титановые аноды с активным покрытием из смеси окислов рутения и титана, а также платины и её сплавов. Для катодов в большинстве Э. используется сталь. Применяются также Э. с жидкими электродами (например, в одном из методов производства хлора и гидроокиси натрия в качестве катода используют ртуть). Некоторые Э. работают под давлением, например разложение воды ведётся под давлением до 4 Мн /м 2 (40 кгс /см 2 ); разрабатываются Э. для работы под более высоким давлением. Материалы для изготовления Э. выбираются с учётом агрессивности электролита и продуктов электролиза, температуры и других условий. Широко применяется сталь, в том числе с различными защитными покрытиями, пластические массы, стекло и стеклопластики, керамика. Современные крупные Э. имеют высокую нагрузку: монополярные до 400—500 ка, биполярные — эквивалентную 1600 ка.

  Л. М. Якименко.

(обратно)

Электролитическая диссоциация

Электролити'ческая диссоциа'ция, распад вещества на ионы при растворении. Э. д. происходит вследствие взаимодействия растворённого вещества с растворителем; по данным спектроскопических методов, это взаимодействие носит в значительной мере химический характер (см. Сольватация ). Наряду с сольватирующей способностью молекул растворителя определённую роль в Э. д. играет также макроскопическое свойство растворителя — его диэлектрическая проницаемость.

  Классическая теория Э. д. была создана С. Аррениусом и В. Оствальдом в 80-х гг. 19 в. Она основана на предположении о неполной диссоциации растворённого вещества, характеризуемой степенью диссоциации а, т. е. долей распавшихся молекул электролита. Динамическое равновесие между недиссоциированными молекулами и ионами описывается действующих масс законом . Например, Э. д. бинарного электролита КА выражается уравнением типа КА Û К+ + А- . Константа диссоциации Кд определяется активностями катионов а К +, анионов а А - и недиссоциированных молекул аКА следующим образом:

    (1)

  Значение Кд зависит от природы растворённого вещества и растворителя, а также от температуры и может быть определено несколькими экспериментальными методами. Степень диссоциации ее может быть рассчитана при любой концентрации a электролита с помощью соотношения:

        (2)

  где f ± — средний коэффициент активности электролита (см. также Оствальда закон разбавления ).

  Классическая теория Э. д. применима лишь к разбавленным растворам слабых электролитов. Сильные электролиты в разбавленных растворах диссоциированы практически полностью, поэтому представления о равновесии между ионами и недиссоциированными молекулами лишено смысла. Согласно представлениям, выдвинутым в 20—30-х гг. 20 в. В. К. Семенченко (СССР), Н. Бьеррумом (Дания), Р. М. Фуоссом (США) и др., в растворах сильных электролитов при средних и высоких концентрациях образуются ионные пары и более сложные агрегаты. Современные спектроскопические данные показывают, что ионная пара состоит из двух ионов противоположного знака, находящихся в контакте («контактная ионная пара») или разделённых одной или несколькими молекулами растворителя («разделённая ионная пара»). Ионные пары электрически нейтральны и не принимают участия в переносе электричества. В сравнительно разбавленных растворах сильных электролитов равновесие между отдельными сольватированными ионами и ионными парами может быть приближённо охарактеризовано, аналогично классической теории Э. д., константой диссоциации (или обратной величиной — константой ассоциации). Это позволяет использовать уравнение (2) для расчёта соответствующей степени диссоциации, исходя из экспериментальных данных.

  В простейших случаях (большие одноатомные однозарядные ионы) приближённые значения константы диссоциации в разбавленных растворах сильных электролитов можно вычислить теоретически, исходя из представлений о чисто электростатическом взаимодействии между ионами в непрерывной среде — растворителе.

  Лит.: Измайлов Н. А., Электрохимия растворов, 3 изд., М.,1976; Monk C. В., Electrclytic dissociation, L. — N. Y., 1961.

  А. И. Мишустин.

(обратно)

Электролитическая сварка

Электролити'ческая сва'рка, производится при нагреве соединяемых частей постоянным электрическим током напряжением 110—220 в в водном щелочном электролите. Свариваемые части, погруженные в ванну с электролитом, образуют катод, анодом служит металлическая пластина. Э. с. ещё несовершенна и применяется редко, в основном для сварки мелких деталей, проволок и т. п. из различных металлов.

(обратно)

Электролитическая ячейка

Электролити'ческая яче'йка, сосуд с электролитом (электролитами), снабженный электродами, в котором реализуются электрохимические реакции. Основной конструкционный элемент промышленных электролизёров . Как самостоятельный аппарат используется главным образом в лабораторных условиях при изучении электродных процессов , проведении электроаналитических измерений, получении и очистке веществ электролизом . Конструкции Э. я. чрезвычайно разнообразны. В электрохимических работах обычно применяют Э. я. с тремя электродами: рабочим (исследуемым), вспомогательным (поляризующим) и электродом сравнения . Сложные Э. я. могут содержать также электроды индикаторные и др.; специальные Э. я. должны удовлетворять ряду дополнительных требований, например обеспечивать сочетание электрохимических и других физико-химических методов исследования.

  Э. я. находят применение при моделировании физическом , в частности, с помощью Э. я. можно моделировать электрические поля электронных устройств, например электронных ламп.

  А. Н. Чемоданов.

(обратно)

Электролиты

Электроли'ты (от электро... и греч. lytos — разлагаемый, растворимый), жидкие или твёрдые вещества и системы, в которых присутствуют в сколько-нибудь заметной концентрации ионы, обусловливающие прохождение электрического тока. В узком смысле Э. называются вещества, растворы которых проводят электрический ток ионами, образующимися в результате электролитической диссоциации . Э. в растворах подразделяют на сильные и слабые. Сильные Э. практически полностью диссоциированы на ионы в разбавленных растворах. К ним относятся многие неорганические соли и некоторые неорганические кислоты и основания в водных растворах, а также в растворителях, обладающих высокой диссоциирующей способностью (спирты, амиды и др.). Молекулы слабых Э. в растворах лишь частично диссоциированы на ионы, которые находятся в динамическом равновесии с недиссоциированными молекулами. К слабым Э. относится большинство органических кислот и многие органические основания в водных и неводных растворах. Деление Э. на сильные и слабые в некоторой степени условно, т. к. оно отражает не свойства самих Э., а их состояние в растворе. Последнее зависит от концентрации, природы растворителя, температуры, давления и др.

  По количеству ионов, на которые диссоциирует в растворе одна молекула, различают бинарные, или одно-одновалентные, Э. (обозначаются 1-1 Э., например КС1), одно-двухвалентные Э. (обозначаются 1-2 Э., например CaCl2 ) и т. д. Э. типа 1-1, 2-2, 3-3 и т. п. называются симметричными, типа 1-2, 1-3 и т. п. — несимметричными.

  Свойства разбавленных растворов слабых Э. удовлетворительно описываются классической теорией электролитической диссоциации. Для не слишком разбавленных растворов слабых Э., а также для растворов сильных Э. эта теория неприменима, поскольку они являются сложными системами, состоящими из ионов, недиссоциированных молекул или ионных пар, а также более крупных агрегатов. Свойства таких растворов определяются характером взаимодействий ион-ион, ион-растворитель, а также изменением свойств и структуры растворителя под влиянием растворённых частиц. Современные статистические теории сильных Э. удовлетворительно описывают свойства лишь очень разбавленных (<0,1 моль/л ) растворов.

  Э. чрезвычайно важны в науке и технике. Все жидкие системы в живых организмах содержат Э. Важный класс Э. — полиэлектролиты . Э. являются средой для проведения многих химических синтезов и процессов электрохимических производств. При этом всё большую роль играют неводные растворы Э. Изучение свойств растворов Э. важно для создания новых химических источников тока и совершенствования технологических процессов разделения веществ — экстракции из растворов и ионного обмена .

  Лит. см. при ст. Электролитическая диссоциация .

  А. И. Мишустин.

(обратно)

Электролов

Электроло'в, промышленный способ лова рыб, использующий их характерные реакции на протекающий через тело электрический ток. В зависимости от силы тока (постоянного или импульсного) в поведении рыб различают 3 стадии: отпугивание, направленное движение к аноду (т. н. анодная реакция) и электронаркоз. При Э. может использоваться любая из трёх стадий. Границы стадий зависят от вида, размеров и физиологического состояния рыб. Кроме того, реакция рыб разных видов зависит от длительности и частоты импульсов. При Э. ток через тело рыб протекает при попадании их в электрическое поле, возникающее между электродами, находящимися в воде и подключенными к источнику тока. Э. на постоянном токе осуществляется с помощью относительно маломощных электрических генераторов; применяется на пресных водоёмах. В морской воде более перспективен Э. с помощью импульсного тока, т. к. при этом резко сокращается расход электроэнергии. Основные разновидности Э. — лов электрифицированным тралом и бессетевой лов . Для лова донных рыб электроды устанавливают в устьевой части трала, а параметры электрических импульсов подбирают так, чтобы вызвать у рыб анодную реакцию и не дать им уйти под нижнюю подбору трала. При лове рыб, обитающих в толще воды, используют эффект электронаркоза, а электроды устанавливают на предмешковой части трала. Рыбы, попавшие в межэлектродное пространство, наркотизуются и смываются потоком воды в куток, что ускоряет формирование улова. Кроме того, эффективность лова растет за счёт уменьшения выхода рыб из трала. Бессетевым Э. вылавливают рыб, обладающих заметной анодной реакцией. Под влиянием тока они направляются в область действия насосов. Э. с помощью импульсных токов часто используют в сочетании со светоловом . Для повышения эффективности Э. проводятся исследования по выбору параметров электрического поля и его конфигурации, силы тока, частоты следования импульсов и т. д.

  Лит.: Стернин В. Г., Никоноров И. В., Бумейстер Ю. К., Электролов рыбы. М., 1972.

  С. К. Малькявичюс.

(обратно)

Электролюминесцентный экран

Электролюминесце'нтный экра'н, плоский невакуумный визуальный индикатор , выполненный в виде прямоугольной сетки из двух систем параллельных прозрачных электропроводящих полосок (электродов); полоски одной системы отделены от полосок другой слоем из электролюминофора (см. Люминофоры ). Э. э. используются в осциллографических приборах, отображения информации устройствах малой информационной ёмкости, различных табло и т. д. В наиболее распространённом Э. э. при создании переменной разности потенциалов между любой из пар перпендикулярных электродов элемент слоя, расположенный в их перекрестье, начинает светиться, причём яркость свечения зависит от величины разности потенциалов. Управляя определённым образом яркостью свечения элементов, на Э. э. можно воспроизводить сложные изображения.

  Лит.: Прикладная электролюминесценция, М., 1974.

(обратно)

Электролюминесценция

Электролюминесце'нция, люминесценция , возбуждаемая электрическим полем. Наблюдается в газах и кристаллофосфорах , атомы (или молекулы) которых переходят в возбуждённое состояние при возникновении какой-либо формы электрического разряда. Э. газов — свечение электрического разряда в газах — исследуется с середины 19 в. и используется в газоразрядных источниках света . Э. твёрдых тел была открыта в 1923 советским учёным О. В. Лосевым на SiC, а в 1936 — французским учёным Ж. Дестрио на изолированных кристаллах ZnS, активированных Cu и Cl.

  Из различных типов Э. твёрдых тел наиболее важны инжекционная и предпробойная. Инжекционная Э. характерна для р—n -перехода в SiC или GaP, подключенного в прямом направлении к источнику постоянного напряжения. При этом в n -область вводятся (инжектируются) избыточные дырки, а в р -область — электроны или те и другие вводятся в высокоомный тонкий слой между п- и р- областями. Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в этом слое. Предпробойная Э. наблюдается, например, в порошкообразном ZnS, активированном Cu, Al и др. и помещенном в диэлектрик между обкладками конденсатора, на который подаётся переменное напряжение. В каждый полупериод на обращенных к катоду сторонах кристаллов ZnS возникает область сильного электрического поля. Электроны, проникающие в неё с поверхности кристалла, ускоряются полем и ионизуют атомы кристаллической решётки. Образовавшиеся дырки захватываются центрами свечения. В следующий полупериод поле направлено в противоположную сторону и под его воздействием электроны возвращаются к центрам свечения, где происходит их рекомбинация с дырками, сопровождаемая свечением.

  Э. твёрдых тел применяется для индикаторных устройств, основой которых служит электролюминесцентный конденсатор (см. рис. ) или светоизлучающий диод . К таким устройствам относятся знаковые индикаторы со светящимися цифрами, буквами и другими знаками, которые могут меняться при переключении контактов, матричные экраны для получения сложных светящихся изображений (см. Электролюминесцентный экран ), мнемосхемы, преобразователи изображений и т. д.

  Лит.: Прикладная электролюминесценция, М., 1974; Верещагин И. К., Электролюминесценция кристаллов, М., 1974.

  М. В. Фок.

Электролюминесцентный конденсатор: 1 — стекло; 2 — прозрачный проводящий слой; 3 — люминофор; 4 — металлический электрод.

(обратно)

Электромагнит

Электромагни'т, электротехническое устройство, состоящее обычно из токопроводящей обмотки и ферромагнитного сердечника, который намагничивается (приобретает свойства магнита) при прохождении по обмотке электрического тока. Э. используют в основном для создания магнитного потока (в электрических машинах) и усилия (в приводных механизмах). Несмотря на конструктивное разнообразие, Э. обычно состоят из следующих частей, имеющих одинаковое назначение: катушки с токопроводящей обмоткой, намагничивающегося сердечника (неподвижной части магнитопровода) и якоря (подвижной части магнитопровода), передающего усилие деталям приводимого в действие механизма. Обмотки Э. выполняются из изолированного алюминиевого или медного провода (существуют также Э. с обмоткой из сверхпроводящих материалов; см. Магнит сверхпроводящий ). Магнитопроводы Э. изготовляют из магнитно-мягких материалов — обычно из электротехнической или качественной конструкционной стали, литой стали и чугуна, железоникелевых и железокобальтовых сплавов. Для снижения потерь на вихревые токи магнитопроводы выполняют из набора листов.

  В зависимости от способа создания магнитного потока и характера действующей намагничивающей силы Э. подразделяют на 3 группы: Э. постоянного тока нейтральные, Э. постоянного тока поляризованные, Э. переменного тока. У нейтральных Э. сила притяжения зависит только от величины магнитного потока и не зависит от направления тока в обмотке; при отсутствии тока в обмотке магнитный поток, а следовательно, сила притяжения практически равны нулю. У поляризованных Э. создаётся 2 независимых магнитных потока: поляризующий, который образуется обычно полем постоянного магнита (иногда другого Э.), и рабочий магнитный поток, который возникает под действием намагничивающей силы рабочей или управляющей обмотки. Если ток в них отсутствует, на якорь действует сила притяжения, созданная поляризующим магнитным потоком. Действие такого Э. зависит как от величины магнитного потока, так и от направления электрического тока в рабочей обмотке. В Э. переменного тока питание обмотки осуществляется от источника переменного тока, а магнитный поток периодически изменяется по величине и направлению, в результате чего сила притяжения пульсирует от нуля до максимального значения с удвоенной частотой по отношению к частоте питающего тока. Э. различают также по ряду других признаков: по способу включения обмоток — с параллельными и последовательными обмотками; по характеру работы — работающие в длительном, прерывистом и кратковременном режимах; по скорости действия — быстродействующие и замедленного действия и т. д.

  Наиболее широкая и важная область применения Э. — электрические машины и аппараты, входящие в системы промышленной автоматики, в аппаратуру регулирования, защиты электротехнических установок. В составе различных механизмов Э. используются в качестве привода для осуществления необходимого поступательного перемещения (поворота) рабочих органов машин или для создания удерживающей силы. Примером таких Э. могут служить Э. грузоподъёмных машин, Э. муфт сцепления и тормозов, Э., применяемые в различных пускателях, контакторах, выключателях, электроизмерительных приборах и т. п. Перспективно использование Э. в тяговых приводах скоростных транспортных средств для создания т. н. магнитной подушки. Развивающейся областью применения Э. является медицинская аппаратура. В научных целях Э. используют в эксперимент, химии, биологии, физике. В связи с широтой применения конструктивное исполнение, размеры, потребляемая мощность Э. находятся и широких пределах. В зависимости от назначения Э. могут весить от долей г до сотен т, потреблять электрическую мощность — от долей вт до десятков Мвт.

  Лит.: Гордон А. В., Сливинская А. Г., Электромагниты постоянного тока, М. — Л., 1960; Карасик В. Р., Физика и техника сильных магнитных полей, М., 1964; Тер-Акопов А. К., Динамика быстродействующих электромагнитов, М. — Л., 1965; Сливинская А. Г., Электромагниты и постоянные магниты, М., 1972.

  М. И. Озеров.

(обратно)

Электромагнитная индукция

Электромагни'тная индукция, см. Индукция электромагнитная .

(обратно)

Электромагнитная муфта

Электромагни'тная му'фта, электромагнитное устройство для соединения и разъединения двух соосных валов или вала со свободно сидящей на нём деталью (зубчатым колесом, шкивом и т. п.). Э. м. обеспечивают дистанционное управление и удобство автоматизации. Применяют в металлорежущих станках, тепловозах и т. д. Различают фрикционные (обычно дисковые, реже конусные), зубчатые (с мелкими зубьями, обычно расположенные на торцовых поверхностях соединяемых частей муфты), порошковые и жидкостные (зазор в магнитопроводящей системе между ведущей и ведомой частями муфты заполнен порошкообразной или жидкой смесью, в состав которой входит ферромагнитный порошок; под действием магнитного поля вязкость такой смеси возрастает, создавая сцепление частей муфты). К Э. м. относятся также электроиндукционные (синхронные и асинхронные) муфты, о которых см. в ст. Муфта .

(обратно)

Электромагнитная разведка

Электромагни'тная разве'дка, группа индуктивных методов электрической разведки . Начала разрабатываться с начала 20 в. в Швеции и США, в СССР — в 1928—30. При Э. р. источником первичного магнитного поля является незаземлённый контур, расположенный на поверхности земли, через который пропускается переменный электрический ток. Токи, индуцированные первичным магнитным полем в хорошо проводящих участках земной коры (например, рудных залежах), создают вторичное магнитное поле. Суммарное магнитное поле измеряют на поверхности земли многовитковыми рамками (магнитоиндукционными датчиками). По графикам измеренных вертикальных или горизонтальных составляющих напряжённости магнитного поля определяют положение хорошо проводящих или магнитных объектов в земной коре.

  По зависимости применяемого поля от времени различают низкочастотные индуктивные методы (гармонические колебания напряжённости поля) и методы переходных процессов, в которых первичное поле изменяется ступенчато и исследуется переходный процесс после исчезновения первичного поля.

  По типу используемого источника поля выделяют несколько методов Э. р.: незаземлённой петли (НП), длинного кабеля (ДК) и дипольного индуктивного профилирования (ДИП). В методе НП источником поля является прямоугольная петля со сторонами от нескольких сотен м до нескольких км. Магнитное поле измеряется на профилях, расположенных в центре петли перпендикулярно к её длинной стороне. Метод применяется для поисков месторождений хорошо проводящих руд. В методе ДК в качестве источника первичного поля используется длинный (до нескольких км ) прямолинейный кабель, магнитное поле которого изучается вдоль профилей, перпендикулярных кабелю. Применяется для решения задач геологического картирования и прослеживания рудоконтролирующих структур. В ДИП источником поля является магнитный диполь — многовитковая рамка с диаметром около 1 м. Метод характеризуется меньшей глубиной исследования и используется при поисках хорошо проводящих руд и геологическом картировании.

  Лит.: Электромагнитные методы разведки в рудной геофизике, М., 1966.

  Ю. В. Якубовский.

(обратно)

Электромагнитная совместимость

Электромагни'тная совмести'мость (ЭМС) радиоэлектронных средств, способность радиоэлектронных средств (РЭС) различного назначения работать одновременно (совместно) так, что помехи радиоприёму (с учётом воздействия источников радиопомех индустриальных ), возникающие при такой работе, приводят лишь к незначительному (допустимому) снижению качества выполнения РЭС своих функций (см. также Помехоустойчивость ). При одновременной работе РЭС (а также электротехнических устройств, излучающих электромагнитные волны) помехи радиоприёму неизбежны. Интенсивность помех определяется количеством действующих излучателей, их мощностью, расположением в пространстве, формой диаграммы направленности антенн , условиями распространения радиоволн и т. д. Обеспечение ЭМС сводится к созданию условий для нормальной совместной эксплуатации всего разнообразия РЭС.

  Обеспечением ЭМС начали заниматься почти одновременно с практическим освоением радиоволн (например, для радиосвязи ). Постепенно эта задача усложнялась и, наконец, с 50-х гг. 20 в. переросла в сложную проблему главным образом из-за возросшей загрузки освоенных диапазонов радиочастот, непрерывного увеличения кол-ва и мощности излучающих средств, повышения чувствительности радиоприёмников , несовершенства РЭС (например, наличия у радиопередатчиков внеполосных и побочных излучений, а у радиоприёмников — внеполосных каналов и каналов побочного приёма), усложнения функций РЭС и режима их работы (частые включения и выключения, перестройка по частоте, перемещения в пространстве и т. п.) и многих других факторов.

  Меры по обеспечению ЭМС подразделяются на организационные и технические. К организационным относятся: применение пространственного разделения (разноса) РЭС — одновременного использования одних и тех же частотных диапазонов в различных зонах земного шара, если это не грозит взаимными радиопомехами; временного разноса — поочерёдной работы РЭС на одной несущей частоте по определённой программе во времени: частотного разноса — одновременной работы на различных несущих частотах и др. К техническим относятся: создание радиопередающих и электротехнических устройств, более совершенных с точки зрения уменьшения мешающих излучений; разработка радиоприёмных устройств, обладающих меньшей чувствительностью к таким излучениям, и др.

  В СССР обеспечение ЭМС возложено на Государственную комиссию по радиочастотам СССР (ГКРЧ СССР; создана в 1958; до 1972 называлась Междуведомственной комиссией по радиочастотам). Эта комиссия, осуществляя единую техническую политику в вопросах, связанных с рациональным распределением и использованием радиочастотного спектра, занимается нормированием параметров радиоизлучений и приёма РЭС и другими аспектами ЭМС. Среди норм, утвержденных ГКРЧ СССР, — общесоюзные нормы на ширину полосы радиочастот и внеполосные спектры излучений радиопередающих устройств, на допустимые отклонения частоты радиопередатчиков и уровни их побочных излучений, на допускаемый уровень индустриальных радиопомех и т. д. Эти нормы являются обязательными для всех министерств и ведомств, разрабатывающих, изготавливающих, закупающих в других странах и эксплуатирующих РЭС всех назначений, а также электротехнические устройства, создающие индустриальные радиопомехи. Разработку рекомендаций, направленных на обеспечение ЭМС, осуществляет Международный союз электросвязи .

  Лит.: Калашников Н. И., Основы расчета электромагнитной совместимости систем связи через ИСЗ с другими радиослужбами, М., 1970; Князев А. Д., Пчелкин В. Ф., Проблемы обеспечения совместной работы радиоэлектронной аппаратуры, М., 1971; Пчелкин В. Ф., Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств, М., 1971.

  В. Ф. Пчелкин.

(обратно)

Электромагнитное поле

Электромагни'тное по'ле, особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами (см. Поля физические ). Э. п. в вакууме характеризуется вектором напряжённости электрического поля Е и магнитной индукцией В, которые определяют силы, действующие со стороны поля на неподвижные и движущиеся заряженные частицы. Наряду с векторами Е и В, измеряемыми непосредственно, Э. п. может характеризоваться скалярным j и векторным А потенциалами, которые определяются неоднозначно, с точностью до градиентного преобразования (см. Потенциалы электромагнитного поля ). В среде Э. п. характеризуется дополнительно двумя вспомогательными величинами: напряжённостью магнитного поля Н и электрической индукцией D (см. Индукция электрическая и магнитная).

  Поведение Э. п. изучает классическая электродинамика , в произвольной среде оно описывается Максвелла уравнениями , позволяющими определить поля в зависимости от распределения зарядов и токов. Микроскопические Э. п., созданные отд. элементарными частицами, характеризуются напряжённостями микроскопических полей: электрического поля е и магнитного h. Их средние значения связаны с макроскопическими характеристиками Э. п. следующим образом: , . Микроскопические поля удовлетворяют Лоренца — Максвелла уравнениям .

  Э. п. неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами; при ускоренном движении частиц Э. п. «отрывается» от них и существует независимо в форме электромагнитных волн .

  Порождение Э. п. переменным магнитным полем и магнитного поля — переменным электрическим приводит к тому, что электрические и магнитные поля не существуют обособленно, независимо друг от друга. Компоненты векторов, характеризующих Э. п., образуют, согласно относительности теории , единую физ. величину — тензор Э. п., компоненты которого преобразуются при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой в соответствии с Лоренца преобразованиями .

  При больших частотах Э. п. становятся существенными его квантовые (дискретные) свойства. В этом случае классическая электродинамика неприменима и Э. п. описывается квантовой электродинамикой .

  Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976; Калашников С. Г., Электричество, 4 изд., М., 1977 (Общий курс физики, т. 2); Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские лекции по физике, в. 5—7, М., 1966—67; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 6 изд., М., 1973 (Теоретическая физика, т. 2); их же, Электродинамика сплошных сред, М., 1959.

  Г. Я. Мякишев.

(обратно)

Электромагнитные взаимодействия

Электромагни'тные взаимоде'йствия, тип фундаментальных взаимодействий (наряду с гравитационным, слабым и сильным), который характеризуется участием электромагнитного поля в процессах взаимодействия. Электромагнитное поле (в квантовой физике — фотоны ) либо излучается или поглощается при взаимодействии, либо переносит взаимодействие между телами. Так, притяжение между двумя неподвижными телами, обладающими разноимёнными электрическими зарядами, осуществляется посредством электрического поля, создаваемого этими зарядами; сила притяжения пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (закон Кулона). Такая зависимость от расстояния определяет дальнодействующий характер Э. в., его неограниченный (как и у гравитационного взаимодействия) радиус действия. Поэтому даже в атомах (на расстояниях ~ 10-8 см ) электромагнитные силы на много порядков превышают ядерные, радиус действия которых ~ 10-12 см. Э. в. ответственно за существование основных «кирпичиков» вещества: атомов и молекул и определяет взаимодействие ядер и электронов в этих микросистемах. Поэтому к Э. в. сводится большинство сил, наблюдающихся в макроскопических явлениях: сила трения, сила упругости и др. Свойства различных агрегатных состояний вещества (кристаллов, аморфных тел, жидкостей, газов, плазмы), химические превращения, процессы излучения, распространения и поглощения электромагнитных волн определяются Э. в. В детекторах частиц высокой энергии используется явление ионизации атомов вещества электрическим полем пролетающих частиц. Процессы расщепления ядер фотонами, реакции фоторождения мезонов, радиационные (с испусканием фотонов) распады элементарных частиц и возбуждённых состояний ядер, упругое и неупругое рассеяние электронов, позитронов и мюонов и т. п. обусловлены Э. в. Проявления Э. в. широко используются в электротехнике, радиотехнике, электронике, оптике, квантовой электронике.

  Т. о., Э. в. ответственно за подавляющее большинство явлений окружающего нас мира. Явления, в которых участвуют слабые, медленно меняющиеся электромагнитные поля (, где w — характерная круговая частота изменения поля,  — постоянная Планка, e — энергия поля), управляются законами классической электродинамики, которая описывается Максвелла уравнениями . Для сильных или быстро меняющихся полей () существенны квантовые эффекты. Кванты поля электромагнитного излучения (фотоны, или g-кванты), характеризующие корпускулярные свойства электромагнитного поля, имеют энергию , импульс  (n — единичный вектор в направлении распространения электромагнитной волны, с — скорость света), спин J = 1 и отрицательную зарядовую чётность (чётность относительно операции зарядового сопряжения ). Взаимодействия между фотонами g, электронами (е- ), позитронами (е+ ) и мюонами (m+ , m- ) описываются уравнениями квантовой электродинамики, которая является наиболее последовательным образцом квантовой теории поля . При Э. в. адронов (сильно взаимодействующих частиц) и атомных ядер существенную роль играет сильное взаимодействие, теория которого пока полностью не разработана.

  Константой Э. в. в квантовых явлениях служит элементарный электрический заряд е » 4,8×10-10 ед. заряда СГСЭ; интенсивность электромагнитных процессов в микромире пропорциональна безразмерному параметру   » 1 /137 , называется постоянной тонкой структуры; более точное значение (на 1976): a-1 = 137,035987(23).

  Характерные черты Э. в. Среди других типов взаимодействий Э. в. занимает промежуточное положение как по «силе» и характерным временам протекания процессов, так и по числу законов сохранения. Отношение безразмерных параметров, пропорциональных квадратам констант сильного, электромагнитного, слабого и гравитационного взаимодействий и характеризующих «силу» взаимодействия протона с протоном при энергии ~ 1 Гэв в системе их центра масс, составляет по порядку величин 1:10-2 :10-10 :10-38 . Характерные времена электромагнитных распадов элементарных частиц и возбуждённых состояний ядер (10-12 —10-21 сек) значительно превосходят «ядерные» времена (10-22 —10-24 сек ) и много меньше времён распадов, обусловленных слабым взаимодействием (103 —10-11 сек ). Помимо строгих законов сохранения, справедливых для всех типов взаимодействий (энергии, импульса, момента количества движения, электрического заряда и др.), при Э. в., в отличие от слабых взаимодействий, сохраняется пространств. чётность , зарядовая чётность и странность . С хорошей степенью точности установлено, что Э. в. инвариантно по отношению к обращению времени . Э. в. адронов нарушает присущие сильному взаимодействию законы сохранения изотопического спина и G-чётности, при этом изотопический спин адронов может измениться при испускании или поглощении фотона не более чем на 1 (см., например, Пи-мезоны ). Унитарная симметрия адронов (SU (3)-симметрия; см. Элементарные частицы ) приводит к определённым соотношениям между электромагнитными характеристиками (например, магнитными моментами) частиц, принадлежащих к одному и тому же унитарному мультиплету.

  Законы сохранения и свойства фотонов в значит, степени определяют специфические черты Э. в. Так, равенство нулю массы покоя фотона обусловливает дальнодействующий характер Э. в. между заряженными частицами, а его отрицательная зарядовая чётность — возможность радиационного распада абсолютно нейтральных частиц или связанных систем частиц [т. е. частиц (систем), тождественных своим античастицам ], обладающих положит. зарядовой чётностью, — p0 -мезона, парапозитрония (см. Позитроний ) лишь на чётное число фотонов. Возможность описания (в соответствующем пределе) Э. в. в рамках классической (а не только квантовой) физики и его макроскопические проявления обусловлены дальнодействующим характером Э. в. и тем, что фотоны подчиняются Бозе — Эйнштейна статистике . Малая величина се определяет малость сечений электромагнитных процессов с участием адронов по сравнению с сечениями аналогичных процессов, протекающих за счёт сильных взаимодействий; например, сечение рассеяния фотона с энергией 320 Мэв на протоне составляет около 2×10-30 см 2 , что примерно в 105 раз меньше сечения рассеяния p+ -мезона на протоне при соответствующей полной энергии сталкивающихся частиц в системе их центра масс.

  Тот факт, что электрический заряд определяет «силу» взаимодействия и в то же время является сохраняющейся величиной — уникальное свойство Э. в.; вследствие этого Э. в. зависят только от электрического заряда частиц и не зависят от типа частиц или электромагнитных процессов. При описании электромагнитного поля 4-мерным вектором-потенциалом А m(m=®0,1,2,3) [А (j, А ), А — векторный, j — скалярный потенциалы] плотность лагранжиана L Э. в. поля с зарядом записывается в виде скалярного произведения:

,

где: j m — 4-мерный вектор плотности электрического тока: j = (c r, j ), j — плотность тока, r — плотность заряда. При градиентном преобразовании вектор-потенциала, которое называется также калибровочным преобразованием (2-го рода):

А ® А + grad f (х, t ),

,

где j m (x, t ) — произвольная функция координат х и времени t, наблюдаемые физические величины (напряжённости полей, вероятности электромагнитных процессов и т. п.) остаются неизменными. Это свойство, специфическое для Э. в., получило название принципа калибровочной инвариантности — одного из принципов симметрии в природе (см. Симметрии в физике), выражающего в наиболее общей форме факт существования электромагнитного поля (фотона) и Э. в. Обобщение калибровочной инвариантности на слабые взаимодействия позволило сформулировать единую теорию слабых и электромагнитных взаимодействий лептонов (см. Слабые взаимодействия ).

  Эффекты квантовой электродинамики . К ним относятся рассеяние фотонов на электронах (Комптона эффект ), тормозное излучение , фоторождение пар е+ е- или m+ m- на кулоновском поле ядер, сдвиг уровней энергии атомов из-за поляризации электрон-позитронного вакуума (см. Вакуум физический) и другие эффекты, в которых можно пренебречь структурой заряда (его отличием от точечности) при взаимодействии с ним электромагнитного поля. Развитая для описания атомных явлений квантовая электродинамика оказалась справедливой для значительно меньших, чем атомные, расстояний. Изучение рассеяния электронов друг на друге и аннигиляции е+ +е- ® m+ +m- при больших энергиях сталкивающихся частиц (до ~ 6 Гэв в системе центра масс), фоторождения пар е+ +е- , m+ +m- с большими относительными импульсами, а также прецизионные измерения уровней энергии электронов в атомах и аномальных магнитных моментов электрона и мюона установили справедливость квантовой электродинамики вплоть до очень малых расстояний: ~ 10-15 см. Её предсказания с высокой степенью точности согласуются с экспериментальными данными. Так, не найдено расхождения между теоретическим и экспериментальным значениями магнитного момента мюона на уровне 10-7 %.

  Характерной чертой электродинамических процессов при высоких энергиях Е (Е >> mc2, где m — масса электрона или мюона) является острая направленность вперёд угловых распределений частиц (g, е± , m± ) — продуктов процессов: бо'льшая их часть вылетает в пределах угла J £ mc 2 /E относительно направления налетающих частиц.

  Основной вычислительный метод квантовой электродинамики — теория возмущений: благодаря слабости Э. в. матрицу рассеяния процессов с участием электромагнитного поля можно разложить в ряд по степеням малого параметра a и при вычислениях ограничиться рассмотрением небольшого числа первых членов этого ряда (обычно не более четырёх).

  В диаграммной технике теории возмущений (см. Фейнмана диаграммы ) простейший процесс квантовой электродинамики — взаимодействие фотона с бесструктурной (точечной) заряженной частицей входит как составной элемент в любой электродинамический процесс. Из-за малости a процессы с участием большого числа таких взаимодействий менее вероятны. Однако они доступны наблюдению и проявляются в т. н. радиационных поправках , в эффектах поляризации электрон-позитронного вакуума, в многофотонных процессах . В частности, поляризация вакуума приводит к рассеянию света на свете (рис. 1 , а) — эффекту, который отсутствует в классической электродинамике; этот эффект наблюдается при рассеянии фотонов на кулоновском поле тяжёлого ядра (рис. 1 , б).

  В характере Э. в. для электронов (позитронов) и для мюонов не обнаружено отличия несмотря на значит, разницу в их массах; это легло в основу т. н. m-е-универсальности, пока не получившей теоретического объяснения.

  Э. в. адронов и атомных ядер. В электромагнитных процессах с участием адронов (фоторождении мезонов, рассеянии электронов и мюонов на протонах и ядрах, аннигиляции пары е+ е- в адроны и др.) один из объектов взаимодействия — электромагнитное поле — хорошо изучен. Это делает Э. в. исключительно эффективным инструментом исследования строения адронов и природы сильных взаимодействий.

  Сильные взаимодействия, как уже упоминалось, играют важную роль в электромагнитных процессах с участием адронов. Так, резонансные состояния адронов (резонансы ) могут возбуждаться фотонами и ярко проявляются, например, в полных сечениях поглощения фотонов протонами с образованием адронов (рис. 2 ). Электромагнитные свойства и электромагнитная структура адронов (магнитные моменты, поляризуемости, распределения зарядов и токов) обусловлены «облаком» виртуальных частиц (преимущественно p-мезонов), испускаемых адронами. Например, среднеквадратичный радиус распределения заряда в протоне определяется размерами этого «облака» и составляет ~0,8×10-13 см (см. Формфактор ). Вместе со слабыми взаимодействиями Э. в. ответственны за различие масс заряженных и нейтральных частиц в изотопических мультиплетах (например, n и р, p0 и p± ). Короткодействующий характер сильных взаимодействий определяет при энергиях   (R — размер адронной системы) участие в реакциях лишь низших мультипольных моментов фотона и, как следствие этого, плавную зависимость дифференциальных сечений от углов. При высоких энергиях (Е>2 Гэв ) угловые и энергетические зависимости характеристик (сечений, поляризаций и др.) процессов Э. в. адронов и чисто адронных процессов схожи [на рис. 2 s (g p) при Е>2 Гэв слабо зависит от энергии, что характерно для полных сечений взаимодействия адронов].

  Это сходство легло в основу модели векторной доминантности, согласно которой фотон взаимодействует с адронами, предварительно перейдя в адронное состояние — векторные мезоны r0 , w, j и др. Возможность такого перехода ярко иллюстрируется резонансной зависимостью от энергии сечения процесса е+ + е- ® К+ + К- , обусловленной превращением виртуального фотона промежуточного состояния в векторный j-мезон и его последующим распадом на пару К-мезонов (рис. 3 , б). Виртуальный фотон характеризуется отличным от 0 значением квадрата 4-мерного импульса q 2 = E 2 /c 2 — p 2 ¹ 0, где Е, р — энергия и трёхмерный импульс фотона (для реального фотона q 2 = 0). Например, для виртуального фотона, которым обмениваются электрон и протон при рассеянии, q 2 = —(4EE '/c 2 ) sin 2 (J/2), где Е, E' — энергии электрона до и после рассеяния (для случая Е, E' >> mc2 ), J — угол рассеяния в лабораторной системе отсчёта. Эксперимент показал удовлетворит. применимость модели векторной доминантности для описания электромагнитных явлений с участием реальных фотонов и виртуальных фотонов с |q2 |< 2 (Гэв/с )2 . В частности, в сечении аннигиляции е+ + е- ® m+ + m- при энергии в системе центра масс 1019,5 Мэв наблюдаются отклонения от предсказаний квантовой электродинамики, которые вытекают из данной модели (обусловлены образованием К-мезона в промежуточном состоянии; см. рис. 3, а). (Согласно квантовой электродинамике, этот процесс происходит посредством превращения пары е+ е- в виртуальный фотон g, а g — в пару m+ m- .

  Однако модель векторной доминантности не описывает Э. в. адронов при больших |q2 | [|q 2 | > 2 (Гэв/с 2 ]. Так, измеренное сечение упругого рассеяния электронов на протонах, которое зависит от пространственного распределения электрических зарядов и токов внутри нуклона, спадает с ростом |q 2 | значительно быстрее, чем предсказывается моделью. Напротив, сечение глубоко неупругого рассеяния электронов (процесса е- + р ® е- + адроны при больших передачах энергии и импульса адронной системе) падает медленнее; при этом с увеличением полной энергии W адронов в конечном состоянии характер рассеяния приближается к характеру рассеяния на точечной частице. Последнее обстоятельство привело к формулировке т. н. партонной модели адронов; согласно этой модели адроны состоят из частей (партонов), которые при взаимодействии с фотонами проявляют себя как бесструктурные точечные частицы. Отождествление партонов с кварками оказалось плодотворным для понимания глубоко неупругого рассеяния.

  Несмотря на то, что Э. в. — наиболее полно изученный тип фундаментального взаимодействия, его продолжают интенсивно исследовать во многих научных центрах. Это обусловлено как исключительным многообразием микроскопических и макроскопических проявлений Э. в., имеющих прикладное значение, так и уникальной ролью электромагнитного поля (как хорошо изученного объекта) в исследовании строения вещества на предельно малых расстояниях, в получении сведений о других типах взаимодействий, в выявлении новых законов и принципов симметрии в природе. Эти фундаментальные исследования ведутся с использованием прецизионных методов атомной и ядерной спектроскопии, с помощью полученных на ускорителях интенсивных пучков фотонов, электронов, мюонов высокой энергии, в космических лучах .

  Лит.: Электромагнитные взаимодействия и структура элементарных частиц, пер. с англ., М., 1969; Ахиезер А. И., Берестецкий В. Б., Квантовая электродинамика, 3 изд., М., 1969; Фельд Б., Модели элементарных частиц, пер. с англ., М., 1971; Фейнман Р., Взаимодействие фотонов с адронами, пер. с англ., М., 1975; Вайнберг С., Свет как фундаментальная частица, пер. с англ., «Успехи физических наук», 1976, т. 120, в. 4.

  А. И. Лебедев.

Рис. 1. Диаграмма Фейнмана для рассеяния света на свете: ? + ? ?? + ?(а) в квантовой электродинамике; волнистые линии изображают фотоны, прямые — электроны и позитроны вакуума. Этот процесс наблюдался (б) при рассеянии фотонов на кулоновском поле ядра (помечено крестиками), т. е. на виртуальных фотонах.

Рис. 2. Зависимость от энергии фотона Е? в лабораторной системе полного сечения ? (?p) поглощения фотонов протонами, приводящего к образованию адронов. Максимумы соответствуют возбуждению фотонами нуклонных резонансов.

Рис. 3. Поведение сечений s (в произвольных единицах) процессов е+ + е- ® m+ + m- (а) и е+ + е- ® К+ + К- (б) в окрестности порога рождения j-мезона. По оси абсцисс отложена разность Е — Мс2 , где Е — полная энергия в системе центра масс, М — масса покоя j-мезона (Мс2 = 1019,5 Мэв ). Пунктирная кривая на рис. а — предсказание квантовой электродинамики. Сплошные кривые — результаты расчётов с учётом превращения виртуального фотона в j-мезон и его последующего распада на пару m+ m- через виртуальный фотон или на К+ + К- . Экспериментальные точки получены на установке со встречными пучками е+ е- .

(обратно)

Электромагнитные волны

Электромагни'тные во'лны, электромагнитные колебания , распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью. Существование Э. в. было предсказано М. Фарадеем в 1832. Дж. Максвелл в 1865 теоретически показал, что электромагнитные колебания не остаются локализованными в пространстве, а распространяются в вакууме со скоростью света с во все стороны от источника. Из того обстоятельства, что скорость распространения Э. в. в вакууме равна скорости света, Максвелл сделал вывод, что свет представляет собой Э. в. В 1888 максвелловская теория Э. в. получила подтверждение в опытах Г. Герца , что сыграло решающую роль для её утверждения.

  Теория Максвелла позволила единым образом подойти к описанию радиоволн , света, рентгеновских лучей и гамма-излучения . Оказалось, что это не излучения различной природы, а Э. в. с различной длиной волны. Частота w колебаний электрического Е и магнитного Н полей связана с длиной волны l соотношением: l= 2pс /w. Радиоволны, рентгеновские лучи и g-излучение находят своё место в единой шкале Э. в. (рис. ), причём между соседними диапазонами шкалы Э. в. нет резкой границы.

  Особенности Э. в., законы их возбуждения и распространения описываются Максвелла уравнениями . Если в какой-то области пространства существуют электрические заряды е и токи I, то изменение их со временем t приводит к излучению Э. в. На скорость распространения Э. в. существенно влияет среда, в которой они распространяются. Э. в. могут испытывать преломление, в реальных средах имеет место дисперсия волн, вблизи неоднородностей наблюдаются дифракция волн, интерференция волн (прямой и отражённой), полное внутреннее отражение и другие явления, свойственные волнам любой природы. Пространств, распределение электромагнитных полей, временные зависимости E (t ) и H (t ), определяющие тип волн (плоские, сферические и др.), вид поляризации (см. Поляризация волн ) и другие особенности Э. в. задаются, с одной стороны, характером источника излучения, и с другой — свойствами среды, в которой они распространяются. В случае однородной и изотропной среды, вдали от зарядов и токов, создающих электромагнитное поле, уравнения Максвелла, приводят к волновым уравнениям:

  ; ,

  описывающим распространение плоских монохроматических Э. в.:

  Е = E 0 cos (kr — wt + j)

  Н = H 0 cos (kr — wt + j).

  Здесь e — диэлектрическая проницаемость , mÑ — магнитная проницаемость среды, E 0 и H 0 — амплитуды колебаний электрических и магнитных полей, w — частота этих колебаний, j — произвольный сдвиг фазы, k — волновой вектор, r — радиус-вектор точки; Ñ2 — Лапласа оператор .

  Если среда неоднородна или содержит поверхности, на которых изменяются её электрические либо магнитные свойства, или если в пространстве имеются проводники, то тип возбуждаемых и распространяющихся Э. в. может существенно отличаться от плоской линейно-поляризованной волны. Э. в. могут распространяться вдоль направляющих поверхностей (поверхностные волны), в передающих линиях и в полостях, образованных хорошо проводящими стенками (см. Радиоволновод , Световод , Квазиоптика ).

  Характер изменения во времени Е и Н определяется законом изменения тока I и зарядов e , возбуждающих Э. в. Однако форма волны в общем случае не следует I (t ) или e (t ). Она в точности повторяет форму тока только в случае, если и Э. в. распространяются в линейной среде (электрические и магнитные свойства которой не зависят от Е и Н ). Простейший случай — возбуждение и распространение Э. в. в однородном изотропном пространстве с помощью диполя Герца (отрезка провода длиной l << l, по которому протекает ток I = I 0 sin wt ). На расстоянии от диполя много большем l образуется волновая зона (зона излучения), где распространяются сферические Э. в. Они поперечные и линейно поляризованы. В случае анизотропии среды могут возникнуть изменения поляризации (см. Излучение и приём радиоволн ).

  В изотропном пространстве скорость распространения гармонических Э. в., т. e. фазовая скорость . При наличии дисперсии скорость переноса энергии с (групповая скорость ) может отличаться от v. Плотность потока энергии S, переносимой Э. в., определяется Пойнтинга вектором : S = (с/4p) [ЕН ]. Т. к. в изотропной среде векторы Е и Н и волновой вектор образуют правовинтовую систему, то S совпадает с направлением распространения Э. в. В анизотропной среде (в том числе вблизи проводящих поверхностей) S может не совпадать с направлением распространения Э. в.

  Появление квантовых генераторов, в частности лазеров , позволило достичь напряжённости электрического поля в Э. в., сравнимых с внутриатомными полями. Это привело к развитию нелинейной теории Э. в. При распространении Э. в. в нелинейной среде (e и m зависят от Е и Н ) её форма изменяется. Если дисперсия мала, то по мере распространения Э. в. они обогащаются т. н. высшими гармониками и их форма постепенно искажается. Например, после прохождения синусоидальной Э. в. характерного пути (величина которого определяется степенью нелинейности среды) может сформироваться ударная волна , характеризующаяся резкими изменениями Е и Н (разрывы) с их последующим плавным возвращением к первоначальным величинам. Ударная Э. в. далее распространяется без существ, изменений формы; сглаживание резких изменений обусловлено главным образом затуханием. Большинство нелинейных сред, в которых Э. в. распространяются без сильного поглощения, обладает значительной дисперсией, препятствующей образованию ударных Э. в. Поэтому образование ударных волн возможно лишь в диапазоне l от нескольких см до длинных волн . При наличии дисперсии в нелинейной среде возникающие высшие гармоники распространяются с различной скоростью и существенного искажения формы исходной волны не происходит. Образование интенсивных гармоник и взаимодействие их с исходной волной может иметь место лишь при специально подобранных законах дисперсии (см. Нелинейная оптика , Параметрические генераторы света ).

  Э. в. различных диапазонов l характеризуются различными способами возбуждения и регистрации, по-разному взаимодействуют с веществом и т. п. Процессы излучения и поглощения Э. в. от самых длинных волн до инфракрасного излучения достаточно полно описываются соотношениями электродинамики . На более высоких частотах доминируют процессы, имеющие существенно квантовую природу, а в оптическом диапазоне и тем более в диапазонах рентгеновских и g-лучей излучение и поглощение Э. в. могут быть описаны только на основе представлений о дискретности этих процессов.

  Квантовая теория поля внесла существенные дополнения и в само представление об Э. в. Во многих случаях электромагнитное излучение ведёт себя не как набор монохроматических Э. в. с частотой w и волновым вектором k, а как поток квазичастиц — фотонов с энергией  и импульсом   ( — Планка постоянная ). Волновые свойства проявляются, например, в явлениях дифракции и интерференции, корпускулярные — в фотоэффекте и Комптона эффекте .

  Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 6 изд., М., 1973 (Теоретическая физика, т. 2); их же, Электродинамика сплошных сред, М., 1959; Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976.

  В. В. Мигулин.

Шкала электромагнитных волн.

(обратно)

Электромагнитные колебания

Электромагни'тные колеба'ния, взаимосвязанные колебания электрического (Е ) и магнитного (Н ) полей, составляющих единое электромагнитное поле . Распространение Э. к. происходит в виде электромагнитных волн , скорость которых в вакууме равна скорости света с, а длина волны l связана с периодом Т и частотой w соотношением: l = cT = 2 pс/ w. По своей природе Э. к. представляют собой совокупность фотонов, и только при большом числе фотонов их можно рассматривать как непрерывный процесс.

  Различают вынужденные Э. к., поддерживаемые внешними источниками, и собственные Э. к., существующие и без них. В неограниченном пространстве или в системах с потерями энергии (диссипативных) возможны собственные Э. к. с непрерывным спектром частот. Пространственно ограниченные консервативные (без потерь энергии) системы имеют дискретный спектр собственных частот, причём каждой частоте соответствует одно или несколько независимых колебаний (мод ). Например , между двумя отражающими плоскостями, отстоящими друг от друга на расстояние l, возможны только синусоидальные Э. к. с частотами wn = п pс/l, где п — целое число. Собственно моды имеют вид синусоидальных стоячих волн , в которых колебания векторов Е и Н сдвинуты во времени на T /4, а пространственные распределения их амплитуд смещены на l/4, так что максимумы (пучности) Е совпадают с нулями (узлами) Н и наоборот. В таких Э. к. энергия в среднем не переносится в пространстве, но внутри каждого четвертьволнового участка между узлами полей происходит независимая периодическая перекачка электрической энергии в магнитную и обратно.

  Представление Э. к. в виде суперпозиции мод с дискретным или непрерывным спектром допустимо для любой сложной системы проводников и диэлектриков (см. Радиоволновод , Объёмный резонатор , Открытый резонатор ), если поля, токи, заряды в них связаны между собой линейными соотношениями. В квазистационарных системах, размеры которых значительно меньше длины волны, области, где преобладают электрические или магнитные поля, могут быть пространственно разделены и сосредоточены в отдельных элементах: Е — в ёмкостях С, Н — в индуктивностях L. Типичный пример такой системы с сосредоточенными параметрами — колебательный контур , где происходят колебания зарядов на обкладках конденсаторов и токов в катушках самоиндукции. Э. к. в системах с распределёнными параметрами L и С, имеющие дискретный спектр собственных частот, могут быть представлены как Э. к. в связанных колебательных контурах (электромагнитных осцилляторах), число которых равно числу мод.

  В средах Э. к. взаимодействуют со свободными и связанными заряженными частицами (электронами, ионами), создавая индуцированные токи. Токи проводимости обусловливают потери энергии и затухание Э. к.; токи, обусловленные поляризацией и намагниченностью среды, определяют значения её диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости , а также скорость распространения в ней электромагнитных волн и спектр собственных частот Э. к. Если индуцированные токи зависят от Е и Н нелинейно, то период, форма и другие характеристики Э. к. зависят от их амплитуд (см. Нелинейные колебания ); при этом принцип суперпозиции недействителен, и может происходить перекачка энергии Э. к. от одних частот к другим. На этом основаны принципы работы большинства генераторов, усилителей и преобразователей частоты Э. к. (см. Генерирование электрических колебаний , Автоколебания ). Возбуждение Э. к. в устройствах с сосредоточенными параметрами, как правило, осуществляется путем прямого подключения к ним генераторов, в высокочастотных устройствах с распределёнными параметрами — путём возбуждения Э. к. при помощи различных элементов связи (вибраторов, петель связи, рамок, отверстий и др.), в оптических устройствах — с применением линз, призм, отражающих полупрозрачных зеркал и т. д.

  Лит.: Горелик Г. С., Колебания и волны, 2 изд., М., 1959; Андронов А. А, Витт А. А., Хайкин С. Э., Теория колебаний, 2 изд., М., 1959; Парселл Э., Электричество и магнетизм, пер. с англ., 2 изд., М., 1975 (Берклеевский курс физики, т. 2); Крауфорд Ф., Волны, пер. с англ., 2 изд., М., 1976 (Берклеевский курс физики, т. 3).

  М. А. Миллер, Л. А. Островский.

(обратно)

Электромагнитный выключатель

Электромагни'тный выключа'тель, выключатель электрический , служащий для отключения высоковольтных цепей под нагрузкой в нормальных и вынужденных режимах работы; принципиально отличается от выключателей других систем тем, что гашение электрической дуги, возникающей между расходящимися в процессе отключения цепи контактами выключателя, осуществляется непосредственно в воздушной среде т. н. электромагнитным дутьём в дугогасительном устройстве . Дуга затягивается в камеру дугогасительного устройства мощным магнитным полем, создаваемым электромагнитами, в обмотках которых протекает отключаемый ток. Обмотки электромагнитов имеют такую полярность, при которой создаваемое магнитное поле затягивает дугу в дугогасительную камеру (камеры), где дуга растягивается и охлаждается, её сопротивление резко увеличивается и она гаснет. Дугогасительные камеры выполняются из жаростойких материалов, обладающих высокой диэлектрической прочностью, теплопроводностью и теплоёмкостью. В Э. в. переменного тока для повышения надёжности работы обычно предусматривается воздушный поддув, который ускоряет перемещение дуги в камеру. Э. в. применяют обычно в сетях на напряжение 6—10 кв.

  Лит.: Вабиков М. А., Электрические аппараты, ч. 3, М. — Л., 1963; Бронштейн А. М., Курицын В. П., Улиссова И. Н., Электромагнитные выключатели и опыт их эксплуатации, «Электричество», 1971, № 4; Быков Е. И., Колузаев А. М., Электромагнитные выключатели ВЭМ-6 и ВЭМ-10, М., 1973.

  Р. Р. Мамошин.

(обратно)

Электромагнитный насос

Электромагни'тный насо'с,

  1) насос поршневого типа или диафрагмовый насос, у которого поступательно-возвратное движение рабочего органа осуществляется стальным сердечником, вставленным в соленоид, подключенный к источнику электроэнергии.

  2) То же, что магнитогидродинамический насос .

(обратно)

Электромагнитный прибор

Электромагни'тный прибо'р, измерительный прибор , принцип действия которого основан на взаимодействии магнитного поля, пропорционального измеряемой величине, с сердечником, выполненным из ферромагнитного материала. Основные элементы Э. п.: измерительная схема, преобразующая измеряемую величину в постоянный или переменный ток, и измерит, механизм электромагнитной системы (рис. ). Электрический ток в катушке электромагнитной системы создаёт электромагнитное поле, втягивающее сердечник в катушку, что приводит к возникновению на оси вращающего момента, пропорционального квадрату силы тока, протекающего по катушке. В результате действия на ось пружины создаётся момент, противодействующий вращающему моменту и пропорциональный углу поворота оси. При взаимодействии моментов ось и связанная с ней стрелка поворачиваются на угол, пропорциональный квадрату измеряемой величины. При равенстве моментов стрелка останавливается. Выпускаются электромагнитные амперметры и вольтметры для измерений главным образом в цепях переменного тока частотой 50 гц. В электромагнитном амперметре катушка измерительного механизма включается последовательно в цепь измеряемого тока, в вольтметре параллельно. Электромагнитные измерит, механизмы применяют также в логометрах . Наиболее распространены щитовые приборы классов точности 1,5 и 2,5, хотя существуют приборы классов 0,5 и даже 0,1 с рабочей частотой до 800 гц.

  Лит.: Электрические измерения, под ред. Е. Г. Шрамкова, М., 1972; Электрические измерения, под ред. А. В. Фремке, 14 изд., Л., 1973.

  Н. Н. Вострокнутов.

Электромагнитный измерительный прибор: 1 — катушка; 2 — сердечник; 3 — ось; 4 — стрелка; 5 — шкала; 6 — пружина.

(обратно)

Электромагнитный ракетный двигатель

Электромагни'тный раке'тный дви'гатель, см. Электрический ракетный двигатель .

(обратно)

Электромашинный динамометр

Электромаши'нный динамо'метр, устройство для измерения вращающих моментов электродвигателей. Э. д. используют при стендовых испытаниях двигателей для снятия механических или электромеханических характеристик. Э. д. представляет собой электрическую машину , работающую в генераторном режиме и механически связанную с испытуемым двигателем. Наиболее часто в качестве Э. д. используют генератор постоянного тока. Момент, развиваемый электродвигателем, находят по формуле:

 н ×м

где U — напряжение на зажимах генератора в в; I — ток в обмотке возбуждения в а ; n — частота вращения в об/мин; h — кпд генератора. Изменение момента достигается регулированием нагрузочного сопротивления и тока в обмотке возбуждения генератора. Э. д. применяют при испытании мощных тяговых машин. Моменты электродвигателей малой мощности иногда определяют на более простом Э. д., представляющем собой диск из ферромагнитного материала, который насаживают на вал электродвигателя, и электромагнит постоянного тока с противовесом. При вращении диска создаётся тормозной момент в результате взаимодействия вихревых токов в диске с магнитным полем электромагнита. Угол поворота электромагнита с противовесом пропорционален измеряемому моменту.

  М. И. Озеров.

(обратно)

Электромашинный усилитель

Электромаши'нный усили'тель (ЭМУ), электрическая машина , предназначенная для усиления мощности подаваемого на обмотку возбуждения сигнала за счёт энергии первичного двигателя (обычно электрического). ЭМУ применяют в системах автоматического управления и регулирования; выпускаются на мощности от долей вт до десятков квт с коэффициентом усиления (отношение мощности на выходе к мощности на входе) 104 —105 Небольшое изменение мощности, подводимой в цепь возбуждения, вызывает во много раз большее изменение мощности, отдаваемой ЭМУ. Различают ЭМУ продольного поля (с одной ступенью усиления) и ЭМУ поперечного поля (с двумя ступенями). Наиболее распространены ЭМУ поперечного поля (рис. ). Такой ЭМУ представляет собой генератор постоянного тока, обычно двухполюсный с двумя парами щёток на коллекторе. На полюсах статора расположены одна или несколько обмоток возбуждения, чаще называемые обмотками управления (ОУ). При подаче в ОУ сигнала, подлежащего усилению, она создаёт магнитный поток Ф 1 , направленный вдоль оси d—d. В обмотке якоря наводится эдс, которая достигает наибольшего значения на щётках а—а и равна нулю на щётках b—b. Т. к. якорь замкнут накоротко щётками а—а, то даже при незначительной эдс в цепи (обмотке) якоря возникает достаточно большой ток Ia , обусловливающий увеличение мощности сигнала (первая ступень усиления). Этот ток создаёт сильное поперечное магнитное поле (магнитный поток Фаq ). При вращении якоря в поперечном поле на щётках b—b, связанных с внешней цепью, появляется напряжение U 2 . В результате этого во внешней цепи возникает большой ток I 2 , обусловливающий большую выходную мощность (вторая ступень усиления). Дополнительная обмотка, называется компенсационной, создаёт намагничивающую силу F ko , равную Fad , устраняя искажение сигнала.

  Лит.: Горяинов Ф. А., Электромашинные усилители, М. — Л., 1962,

  М. Д. Находкин.

Принципиальная схема включения электромашинного усилителя поперечного поля: 1 и 2 — щётки якоря; ОУ — обмотка управления; КО — компенсационная обмотка; Ф1 — магнитный поток по оси d — d; Фаq — магнитный поток поперечного поля; U1 и I1 — напряжение и ток в обмотке управления; U2 и I2 — напряжение и ток на выходе; Fad и Fko — намагничивающие силы якоря и компенсационной обмотки

(обратно)

Электромегафон

Электромегафо'н, электрический мегафон ; переносное устройство для звукоусиления . Содержит малочувствительный к акустическим шумам микрофон , усилитель электрических колебаний (в большинстве случаев транзисторный) и рупорный громкоговоритель с рукояткой, позволяющей держать его в руке. Микрофон (обычно укрепляемый на кожухе Э.) располагают так, чтобы со стороны громкоговорителя (в направлении излучения звука) он обладал наименьшей чувствительностью. С помощью удлинительного кабеля микрофон может быть отнесён от громкоговорителя на некоторое расстояние (например, когда громкоговоритель устанавливают на крыше автомобиля). Усилитель выполнен по схеме с отрицательной обратной связью и содержит мощный двухтактный оконечный каскад. Питание усилителя производится от электрических аккумуляторов или от малогабаритных элементов. В некоторых Э. предусмотрена возможность перевода усилителя в режим генерации колебаний звуковой частоты, на основе которых вырабатываются тональные (звуковые) сигналы вызова. Масса Э. (включая устройство питания) около 1,5 кг; дальность действия 250 м и более.

  М. А. Сапожков.

(обратно)

Электрометаллургия

Электрометаллу'рги'я, область металлургии , охватывающая промышленные способы получения металлов и сплавов с помощью электрического тока. В Э. применяются электротермические и электрохимические процессы. Электротермические процессы используются для извлечения металлов из руд и концентратов, производства и рафинирования чёрных и цветных металлов и сплавов на их основе (см. Электротермия ). В этих процессах электрическая энергия является источником технологического тепла. Электрохимические процессы распространены в производстве чёрных и цветных металлов на основе электролиза водных растворов и расплавленных сред (см. Электрохимия ). Здесь за счёт электрической энергии осуществляются окислительно-восстановительные реакции на границах раздела фаз при прохождении тока через электролиты. Особое место в этих процессах занимает гальванотехника , в основе которой лежат электрохимические процессы осаждения металлов на поверхность металлических и неметаллических изделий.

  Электротермические процессы охватывают плавку стали в дуговых и индукционных печах (см. Электросталеплавильное производство ), спецэлектрометаллургию, рудовосстановительную плавку, включающую производство ферросплавов и штейнов , выплавку чугуна в шахтных электропечах, получение никеля, олова и других металлов.

  Электродуговая плавка. Электросталь, предназначенная для дальнейшего передела, выплавляется главным образом в дуговых печах с основной футеровкой. Важные преимущества этих печей перед другими сталеплавильными агрегатами (возможность нагрева металла до высоких температур за счёт электрической дуги, восстановительная атмосфера в печи, меньший угар легирующих элементов , высокоосновные шлаки, обеспечивающие существ, снижение содержания серы) предопределили их использование для производства легированных высококачественных сталей — коррозионностойких, инструментальных (в т. ч. быстрорежущих), конструкционных, электротехнических, жаропрочных и др., а также сплавов на никелевой основе. Мировая тенденция развития электродуговой плавки — увеличение ёмкости единичного агрегата до 200—400 т, удельной мощности трансформатора до 500—600 и более ква/т, специализация агрегатов (в одних — только расплавление, в других — рафинирование и легирование), высокий уровень автоматизации и применение ЭВМ для программного управления плавкой. В печах повышенной мощности экономически целесообразно плавить не только легированную, но и рядовую углеродистую сталь. В развитых капиталистических странах доля углеродистой стали от общего объёма электростали, выплавляемой в электропечах, составляет 50% и более. В СССР в электропечах выплавляется ~ 80% легированного металла.

  Для выплавки специальных сталей и сплавов получают распространение плазменно-дуговые печи с основным керамическим тиглем (ёмкостью до 30 т ), оборудованные плазмотронами постоянного и переменного тока (см. Плазменная металлургия ). Дуговые электропечи с кислой футеровкой используют для плавки металла, предназначенного для стального литья. Кислый процесс в целом более высокопроизводителен, чем основной, из-за кратковременности плавки благодаря меньшей продолжительности окислительного и восстановительного периодов. Кислая сталь дешевле основной вследствие меньшего расхода электроэнергии, электродов, лучшей стойкости футеровки, меньшего расхода раскислителей и возможности осуществления кремневосстановительного процесса. Дуговые печи ёмкостью до 100 т широко применяются также для плавки чугуна в чугунолитейных цехах.

  Индукционная плавка. Плавка стали в индукционной печи , осуществляемая в основном методом переплава, сводится, как правило, к расплавлению шихты, раскислению металла и выпуску. Это обусловливает высокие требования к шихтовым материалам по содержанию вредных примесей (P, S). Выбор тигля (основной или кислый) определяется свойствами металла. Чтобы кремнезём футеровки не восстанавливался в процессе плавки, стали и сплавы с повышенным содержанием Mn, Ti, Al выплавляют в основном тигле. Существенный недостаток индукционной плавки — холодные шлаки, которые нагреваются только от металла. В ряде конструкций этот недостаток устраняется путём плазменного нагрева поверхности металл-шлак, что позволяет также значительно ускорить расплавление шихты. В вакуумных индукционных печах выплавляют чистые металлы, стали и сплавы ответственного назначения (см. Вакуумная плавка ). Емкость существующих печей от нескольких кг до десятков т. Вакуумную индукционную плавку интенсифицируют продувкой инертными (Ar, Не) и активными (CO, CH4 ) газами, электромагнитным перемешиванием металла в тигле, продувкой металла шлакообразующими порошками.

  Спецэлектрометаллургия охватывает новые процессы плавки и рафинирования металлов и сплавов, получившие развитие в 50—60-х гг. 20 в. для удовлетворения потребностей современной техники (космической, реактивной, атомной, химического машиностроения и др.) в конструкционных материалах с высокими механическими свойствами, жаропрочностью, коррозионной стойкостью и т. д. Спецэлектрометаллургия включает вакуумную дуговую плавку (см. Дуговая вакуумная печь ), электроннолучевую плавку , электрошлаковый переплав и плазменно-дуговую плавку. Этими методами переплавляют стали и сплавы ответственного назначения, тугоплавкие металлы — вольфрам, молибден, ниобий и их сплавы, высокореакционные металлы — титан, ванадий, цирконий, сплавы на их основе и др. Вакуумная дуговая плавка была предложена в 1905 В. фон Больтоном (Германия); в промышленных масштабах этот метод впервые использован для плавки титана В. Кроллом (США) в 1940. Метод электрошлакового переплава разработан в 1952—53 в институте электросварки им. Е. О. Патона АН УССР. Для получения сталей и сплавов на никелевой основе особо ответственного назначения применяют различные варианты дуплекс-процессов , важнейший из которых — сочетание вакуумной индукционной плавки и вакуумно-дугового переплава. Особое место в спецэлектрометаллургии занимает вакуумная гарнисажная плавка (см. Гарнисаж ), в которой источниками тепла служат электрическая дуга, электронный луч, плазма. В этих печах, применяемых для высокоактивных и тугоплавких металлов (W, Mo и другие и сплавы на их основе), порция жидкого металла в водоохлаждаемом тигле с гарнисажем используется для получения слитков и фасонных отливок.

  Рудовосстановительная плавка включает производство ферросплавов, продуктов цветной металлургии — медных и никелевых штейнов, свинца, цинка, титанистых шлаков и др. Процесс заключается в восстановлении природных руд и концентратов углеродом, кремнием и другими восстановителями при высоких температурах, создаваемых главным образом за счёт мощной электрической дуги (см. Руднотермическая печь ). Восстановительные процессы обычно являются непрерывными. По мере проплавления подготовленную шихту загружают в ванну, а получаемые продукты периодически выпускают из электропечи. Мощность таких печей достигает 100 Мва. В некоторых странах (Швеция, Норвегия, Япония, Италия и др.) на основе рудовосстановительной плавки производится чугун в электродоменных печах или электродуговых бесшахтных печах.

  Электрохимические процессы получения металлов. Г. Дэви в 1807 впервые применил электролиз для получения натрия и калия.

  В конце 70-х гг. 20 в. методом электролиза получают более 50 металлов, в том числе медь, никель, алюминий, магний, калий, кальций и др. Различают 2 типа электролитических процессов. Первый связан с катодным осаждением металлов из растворов, полученных методами гидрометаллургии — выщелачиванием руд и концентратов; в этом случае восстановлению (отложению) на катоде металла из раствора отвечает реакция электрохимического окисления аниона на нерастворимом аноде.

  Второй тип процессов связан с электролитическим рафинированием металла из его сплава, из которого изготовляется растворимый анод. На первой стадии в результате электролитического растворения анода металл переводится в раствор, на второй — он осаждается на катоде. Последовательность растворения металлов на аноде и осаждения на катоде определяется рядом напряжений . Однако в реальных условиях потенциалы выделения металлов существенно зависят от величины перенапряжения водорода на соответствующем металле. В промышленных масштабах рафинируют цинк, марганец, никель, железо и другие металлы; алюминий, магний, калий и др. получают электролизом расплавленных солей при 700—1000 °С. Последний способ связан с большим расходом электроэнергии (15—20 тыс. квт ·ч/т ) по сравнению с электролизом водных растворов (до 10 тыс. квт ·ч/т ).

  Лит.: Беляев А. И., Металлургия легких металлов, 6 изд., М., 1970; Зеликман А. Н., Меерсон Г. А., Металлургия редких металлов, М., 1973; Еднерал Ф. П., Электрометаллургия стали и ферросплавов, 4 изд., М., 1977.

  В. А. Григорян.

(обратно)

Электрометр

Электро'метр (от электро... и ...метр ), прибор, предназначенный для измерения разностей электрических потенциалов, небольших электрических зарядов, очень малых токов (вплоть до 10-15 а ) и других электрических величин, когда необходимо обеспечить пренебрежимо малое потребление энергии измерительным прибором. Э. представляет собой электростатический прибор с тремя электродами, находящимися в общем случае под разными потенциалами. Наиболее распространены струнные и квадрантные Э., применяемые для измерения напряжения.

  В наиболее простом струнном Э. измеряемое напряжение подаётся на платиновую нить (струну) и неподвижные электроды (рис. а , б ). Под действием сил электрического поля нить прогибается; перемещение нити, служащее мерой измеряемой величины, наблюдают в микроскоп , что обеспечивает достаточно высокую чувствительность прибора. Для повышения чувствительности струнного Э. на его неподвижные электроды накладывают дополнит. напряжение (50—100 в относительно земли) такого же рода (постоянное или переменное) и той же частоты, что и измеряемое (рис. в ). Чувствительность струнного Э. достигает 300—500 мм на 1 в/м. Квадрантные Э. состоят из подвижной части в виде тонкой и лёгкой металлической пластинки — бисектора, называемого обычно «бисквитом», и связанного с ним зеркала, подвешенных на кварцевой нити, и неподвижной части — цилиндрической металлической коробки, разрезанной на четыре равные части — квадранты. При наличии разности потенциалов на квадрантах между ними и бисектором возникают электростатические силы взаимодействия, отклоняющие подвижную часть Э. в ту или др. сторону. По углу отклонения бисектора при известном его потенциале судят о величине разности потенциалов квадрантов; если же известна последняя, то можно определить потенциал бисектора. Чувствительность квадрантного Э. — до 5000 мм на 1 в/м. Разновидность квадрантного Э. — бинантный Э. (неподвижная часть такого Э. разрезана на две части — бинанты).

  Лит.: Курс электрических измерений, под ред. В. Т. Прыткова и А. В. Талицкого, ч. 1, М. — Л., 1960; Векслер М. С., Электростатические приборы, М. — Л., 1964; Основы электроизмерительной техники, под ред. М. И. Левина, М., 1972.

Струнный электрометр: а — схема устройства: б, в — схемы включения; 1 — струна (платиновая нить); 2 — электроды; 3 — микрометрический винт, регулирующий натяжение струны (чувствительность прибора); Е — источник дополнительного напряжения.

(обратно)

Электрометрическая лампа

Электрометри'ческая ла'мпа, приёмно-усилительная лампа , используемая в радио- и электроизмерительных приборах для усиления и измерения малых токов (до 10-14 а ) в цепях с очень высоким электрическим сопротивлением. Конструктивно Э. л. выполняется в виде триода (одинарного или двойного), тетрода , или пентода . Катод Э. л. обычно оксидный, прямого либо косвенного накала. Главная особенность Э. л. — высокое входное сопротивление, определяемое требованием получения малых токов управляющей сетки при её отрицательном потенциале. Появление сеточного тока в Э. л. связано с конечным значением сопротивления электрической изоляции сетки (сопротивлением утечки сетки); ионизацией остаточных газов в баллоне лампы; термоэлектронной эмиссией сетки; фотоэлектронной эмиссией с поверхности сетки, обусловленной внешним освещением, тепловым излучением нагретого катода, мягкими рентгеновскими лучами , возникающими при торможении электронов на аноде. Используя различные конструктивно-технологические меры (важнейшие из которых — снижение температуры катода до 750—800 К; уменьшение анодного напряжения до значений, меньших потенциала ионизации остаточных газов, обычно до 10—12 в ; уменьшение размеров управляющей сетки и обеспечение её высокой электрической изоляции), сеточный ток Э. л., обусловленный указанными факторами (кроме последнего), можно снизить до 10-15 а и меньше. Однако получение малых сеточных токов при удовлетворительных значениях таких основных параметров Э. л., как крутизна её сеточной характеристики и коэффициент усиления, затруднено главным образом из-за фотоэлектронной эмиссии, вызванной мягким рентгеновским излучением. Так, при сеточном токе 10-15 а крутизна сеточной характеристики обычно не превышает 100—120 мка/в , а коэффициент усиления — 1,5; у так называемых полуэлектрометрических ламп, работающих при сеточном токе около 5×10-11 а, эти параметры составляют соответственно 1 ма/в и 25—30. Диапазон измеряемых значений тока (отношение его предельных значений) у Э. л. обычно около 100; у разновидности полуэлектрометрической лампы — так называемой логарифмической Э. л. (с характеристикой, обеспечивающей получение на выходе сигнала, пропорционального логарифму входного тока) он может достигать 108 .

  Лит.: Заруцкий Ю. Ф., Современные электрометрические лампы, их возможности и пути развития, «Электровакуумная техника», 1968, в, 45; Кауфман М. С., Палатов К. И., Электронные приборы, 3 изд., М., 1970.

  М. С. Кауфман.

(обратно)

Электромеханическая обработка

Электромехани'ческая обрабо'тка, разновидность электрофизических методов обработки. Основана на механическом ударном импульсном воздействии (ультразвуковая обработка ) или на непосредственном преобразовании предварительно накопленной электрической энергии в механическую работу деформации (магнитоимпульсная обработка). См. Электрофизические и электрохимические методы обработки .

(обратно)

Электромеханический преобразователь

Электромехани'ческий преобразова'тель, устройство для преобразования механических перемещений (колебаний) в изменение электрического тока или напряжения (электрический сигнал) и наоборот. Применяются главным образом как исполнительные устройства систем автоматического регулирования (управления) и в качестве датчиков механических перемещений в автоматике и измерительной технике. По принципу преобразования различают резистивные, электромагнитные, магнитоэлектрические, электростатические Э. п.; по типу выходного сигнала — аналоговые и цифровые (с непрерывными и дискретными выходными сигналами). Для оценки Э. п. учитывают его статической и динамической характеристики, чувствительность (или коэффициент передачи) преобразования Е = Dу /Dх (где Dу — изменение выходной величины у при изменении входной величины х на Дж), рабочий диапазон частот выходного сигнала, статическую ошибку (погрешность) сигнала, статическую ошибку (погрешность) преобразования. Примером Э. п. могут служить измерит, механизм магнитоэлектрического прибора , громкоговоритель , микрофон , пьезоэлектрический датчик .

  Лит.: Электрические измерения неэлектрических величин, под ред. П. В. Новицкого, 5 изд., Л., 1975.

(обратно)

Электромиография

Электромиогра'фия (от электро... , мио... и ...графия ), метод исследования биоэлектрических потенциалов, возникающих в скелетных мышцах животных и человека при возбуждении мышечных волокон. У человека осуществлена впервые в 1907 немецким учёным Г. Пипером. Амплитуда колебаний потенциала мышцы обычно не превышает нескольких милливольт, а их длительность — 20—25 мсек, поэтому Э. проводят с помощью усилителя и малоинерционного регистратора; кривая, записанная на фотобумаге, фотоплёнке и т. п., называется электромиограммой (ЭМГ). В Э. могут быть выделены 3 основных направления исследования. Первое из них — Э. с помощью введённых в мышцу игольчатых электродов, которые вследствие небольшой отводящей поверхности улавливают колебания потенциала, возникающие в отдельных мышечных волокнах или в группе мышечных волокон, иннервируемых одним мотонейроном. Это позволяет исследовать структуру и функцию двигательных единиц. Второе направление — Э. с помощью накожных электродов, которые отводят так называемую суммарную ЭМГ, образующуюся в результате интерференции колебаний потенциала многих двигательных единиц, находящихся в области отведения. Такая ЭМГ отражает процесс возбуждения мышцы как целого. Так называемая стимуляционная Э. — регистрация колебаний потенцала, возникающих в мышце при искусственной стимуляции нерва или органов чувств. Таким образом исследуется нервно-мышечная передача, рефлекторная деятельность двигательного аппарата, определяется скорость проведения возбуждения по нерву. Э. даёт возможность судить о состоянии и деятельности не только мышц, но и нервных центров, участвующих в осуществлении движений. Э. применяют в физиологии при изучении двигательной функции животных и особенно человека, а также в прикладных науках — физиологии труда и спорта, в инженерной психологии (например, при исследовании утомления, выработки двигательного навыка).

  Р. С. Персон.

  Э. как эффективный метод диагностики ряда нервно-мышечных заболеваний широко применяется в невропатологии и некоторых других областях медицины. Э. используется также для оценки функционального состояния двигательного аппарата при восстановлении нарушенной двигательной функции в ортопедии и протезировании.

  Лит.: Персон Р. С., Электромиография в исследованиях человека, М., 1969; Юсевич Ю. С., Очерки по клинической электромиографии, М., 1972; Байкушев Ст., Манович З. Х., Новикова В. П., Стимуляционная электромиография и электронейрография в клинике нервных болезней, М., 1974; Коуэн Х., Брумлик Дж., Руководство по электромиографии и электродиагностике, пер. с англ., М., 1975.

Электромиограммы при различных способах отведения потенциалов: а — игольчатый электрод; потенциалы двигательной единицы при слабом сокращении мышцы; б — накожные электроды; интерференционная электромиограмма при умеренном сокращении мышцы.

(обратно)

Электромобиль

Электромоби'ль, автомобиль с тяговым электродвигателем, получающим питание от батареи аккумуляторов (БА), чаще всего свинцово-кислотных или железоникелевых щелочных. В начале 20 в. Э. использовались в Западной Европе и США в качестве такси, почтовых фургонов, коммунальных машин, а также как легковые автомобили. Первый в России самодвижущийся экипаж был аккумуляторным (И. Романов, 1899). На Э. впервые была достигнута скорость 100 км/ч (К. Женатци, Франция, 1898). Достоинства Э.: бездымность, бесшумность, простота управления. Однако ограниченные скорость и запас хода из-за низкой энергоёмкости (около 20 вт ·ч/кг ) и большой массы БА сдерживали развитие Э. Начиная с 60-х гг. в связи с загрязнением воздуха и усилением шума от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) Э. вновь получают распространение на городском транспорте, чему способствуют небольшой средний суточный пробег автомобилей в городе (до 100 км ), ограничение скорости до 60 км/ч и возможность организации сети зарядных станций для БА. К тому же энергоёмкость аккумуляторов возросла до 50 вт ·ч/кг, а у подготовляемых к массовому производству никель-цинковых и других аккумуляторов даже до 100 вт ·ч/кг. Согласно прогнозам, к концу 20 в. Э. займут ведущее место в городском автотранспорте.

  Современные Э. — специально рассчитанная на городскую эксплуатацию конструкция с облегчёнными (для компенсации массы БА) ходовой частью и кузовом, особой трансмиссией и удобным для смены БА её расположением. Ток от БА, находящейся, как правило, в 1—2 контейнерах под кузовом Э., идёт к двигателю через систему тиристорных блоков управления. При использовании двигателя переменного тока в систему включают его преобразователь. Двигатель ставят либо в блоке с ведущим мостом спереди или сзади, либо спереди— с карданным приводом от него к заднему мосту (рис. 1 ), либо (2—4 двигателя) в колёсах. Восстановление запаса энергии производят на большинстве Э. заменой БА с помощью особых тележек. В СССР созданы образцы грузовых Э., предназначенные для перевозки продуктов и почты в крупных городах. Такой Э. грузоподъёмностью 500 кг со свинцово-кислотными аккумуляторами имеет запас хода без подзарядки 80 км и развивает скорость до 70 км/ч. В Э. конструкции ВНИИ электромеханики и некоторых зарубежных Э. имеются устройства для рекуперации электроэнергии (например, при рекуперативном торможении, езде накатом и на спусках) и для подзарядки БА (без съёма её с Э.) от городской трёхфазной электросети. Для устранения сложной пускорегулирующей аппаратуры в Э. иногда сочетают электродвигатель с автомобильной гидротрансмиссией, которая регулирует тяговое усилие и скорость движения. Существуют также т. н. «гибридные» Э. с ДВС, работающим на постоянном малотоксичном режиме, генератором, приводимым от него тяговым электродвигателем и небольшой БА (рис. 2 ). ДВС служит для движения с установившейся скоростью и подзарядки БА, а последняя — в качестве дополнительного источника энергии для разгона Э., преодоления подъёмов, обгона. Сложность «гибридных» Э. и наличие в них, хоть и малотоксичного, ДВС ограничивают их распространение. Наряду с предотвращением загрязнения воздуха и уменьшением шума в городах внедрение Э. обеспечивает экономию жидкого топлива.

  Лит.: Ставров О. А., Электромобили, М., 1968; Долматовский Ю. А., Электромобиль, «Моделист-конструктор», 1977, № 11.

  Ю. А. Долматовский.

Рис. 1. Схема устройства советского электромобиля НИИАТ (Государственный научно-исследовательский институт автомобильного транспорта): 1 — акселератор; 2 — включатель; 3 — розетка для подзарядки; 4 — служебный аккумулятор; 5 — тяговый электродвигатель; 6 — редуктор трансмиссии; 7 — контейнеры с тяговой батареей аккумуляторов (заливкой показаны используемые серийные агрегаты).

Рис. 2. «Гибридный» электромобиль (электробус) «Даймлер — Бенц»: 1 — контейнеры с тяговыми аккумуляторными батареями; 2 — блоки управления; 3 — редуктор; 4 — тяговый двигатель; 5 — вспомогательный двигатель и вентилятор для охлаждения тягового двигателя; 6 — дизель с электрогенератором; 7 — компрессор усилителя рулевого управления; 8 — устройство для вентиляции батарей.

(обратно)

Электромонтажные работы

Электромонта'жные рабо'ты, специальные строительные работы, выполняемые при возведении и реконструкции зданий и сооружений различного назначения и связанные с монтажом электрических сетей (воздушных и кабельных линий электропередачи, токопроводов, электропроводов и др.) и электрооборудования (электрических машин, распределительных пунктов, пультов управления и др.). Э. р. обычно проводятся в 2 этапа. Первый этап, осуществляемый одновременно с общестроительными работами, включает установку крепёжных (закладных) деталей в строительных элементах для последующего крепления к ним электрооборудования и электромонтажных конструкций, укладку в фундаментах и перекрытиях зданий (сооружений) труб для электропроводок, устройство в стенах гнёзд для розеток и выключателей и т. п. При этом укрупнительная сборка электрооборудования и кабельных конструкций, изготовление трубных блоков, стендовая заготовка проводов и кабелей для осветительных сетей и других производятся вне монтажной зоны в специально оборудованных мастерских электромонтажных заготовок (МЭЗ). На втором этапе Э. р. осуществляются транспортировка, установка в проектное положение, сборка электрооборудования и электромонтажных конструкций, прокладка кабелей и проводов и присоединение их к смонтированному электрооборудованию. Э. р. завершаются пусконаладочными работами, из которых наиболее сложной является наладка устройств релейной защиты и систем автоматического управления электроприводами .

  Механизация Э. р. обеспечивается применением строит, машин и механизмов общего назначения (например, автопогрузчиков, подъёмников, автокранов и т. п.), а также специализированных электромонтажных механизмов, приспособлений и инструментов.

  Сокращение сроков и повышение производительности труда при Э. р. обеспечиваются, в первую очередь, применением индустриальных методов монтажа электрооборудования, доставкой к месту Э. р. электромонтажных конструкций и элементов электрических сетей укрупнёнными узлами и блоками, изготовленными и собранными в МЭЗ. Уровень индустриализации Э. р. в значит, мере обусловлен объёмом промышленного производства комплектного электрооборудования и электрических сетей, имеющих высокую степень монтажной и наладочной готовности. Одно из основных направлений дальнейшей индустриализации Э. р. — применение объёмных электротехнических устройств (например, помещений станций управления электроприводами, городских трансформаторных подстанций), поставляемых промышленностью с полностью смонтированным и налаженным электрооборудованием; при этом Э. р. сводятся к установке таких устройств и присоединению их к внешним электрическим сетям.

  Лит.: Справочник по монтажу электроустановок промышленных предприятий, 2 изд., кн. 1—2, М., 1976; Строительные нормы и правила, ч. 3, гл. 33 — Электротехнические устройства. Правила производства и приемки работ, М., 1977.

  Е. М. Феськов, Я. М. Боязный.

(обратно)

Электромузыкальные инструменты

Электромузыка'льные инструме'нты, музыкальные инструменты, в которых создаются управляемые исполнителем электрические колебания, возбуждающие громкоговоритель. Источником таких колебаний служит генератор того или иного вида. К Э. и. относят также обычные инструменты, механические колебания вибраторов которых (например, струн электрогитары) с помощью адаптера преобразуются в электрические. Преимущественная область применения Э. и. — эстрадные ансамбли.

  В одних Э. и. применяются электронные генераторы с плавно меняющейся частотой (т. н. инструменты со свободной интонацией). Выбор точной высоты каждого звука зависит от исполнителя, который может плавно сё менять, скользя пальцем по особой линейке — грифу, или, как в первом инструменте этого вида — терменвоксе, перемещая руку в воздухе перед специальной антенной. Это инструменты одноголосные, редко двухголосные. Достоинство таких инструментов — возможность очень выразительного исполнения мелодии; недостаток — невысокая стабильность строя.

  В других Э. и., обычно клавишных многоголосных, имеется набор генераторов, настроенных каждый на особую частоту (это так называемые инструменты с фиксированным строем). Наряду с электронными генераторами применяются электромеханические с зубчатыми колесиками, вращающимися в поле электромагнитов, фотоэлектрические с периодическим затенением светового луча, действующего на фотоэлемент, и т. п. Громкость звука управляется чаще всего педалью. Э. и. снабжают специальными устройствами для придания звукам музыкальных качеств, таких, как тембр, вибрато, мягкая атака и затухание (нерезкое включение и выключение звуков), легато (плавный переход от одного звука к другому).

  Определённость тембров звуков обеспечивается двумя путями. Первый — соблюдение фиксированных отношений между амплитудами гармонических обертонов разных номеров. Для этого, например, выбирают некоторую форму кривой колебаний, различающуюся для звуков разной высоты только масштабом времени, а для звуков разной силы — масштабом амплитуд. Пользуются также синтезированием тембров, подмешивая к колебаниям основной частоты колебания от других генераторов того же инструмента, соответствующие набору гармонических обертонов. Другой путь создания тембров — введение резонансных контуров (фильтров), усиливающих обертоны генерируемых колебаний в определённых областях частот (т. н. формантные области). Конструкции инструментов позволяют создавать в каждом из них разнообразные тембры и переключать их по ходу исполнения. Для имитации вибрации голоса и исполнения «вибрато» на смычковых инструментах применяется модуляция высоты звука с частотой 5—6 гц. Щелчки, возникающие при резких включениях и выключениях звуков, смягчаются либо использованием регулятора громкости (педали), либо с помощью особых устройств, регулирующих переходные процессы в генераторах.

  Лит.: Корсунский С. Г., Симонов И. Д., Электромузыкальные инструменты, М.—Л., 1957; Володин А. А., Электронные музыкальные инструменты, М., 1970; Crowhurst N. Н., Electronic musical instruments, [s. 1.], 1971.

  Г. А. Гольдберг.

(обратно)

«Электрон»

«Электро'н», наименование серии советских искусственных спутников Земли (ИСЗ) для исследования радиационного пояса Земли, космических лучей, химического состава околоземного космического пространства, коротковолнового излучения Солнца и радиоизлучения галактики, микрометеоритов и др. «Э.-1» и«Э.-3» имели массу 350 кг, диаметр 0,75 м, длину 1,3 м-, «Э.-2» и «Э.-4» — массу 445 кг, диаметр 1,8 м, длину 24 м. Измерения, проведённые с помощью ИСЗ «Э.», позволили изучить временные вариации характеристик околоземного космического пространства при различных уровнях солнечной активности. «Э.» запускались попарно одной ракетой-носителем.

  Полёты искусственных спутников Земли «Электрон»

Наименование Дата запуска Начальные параметры орбиты высота в перигее, км высота в апогее, км наклонение, ° Период обращения, мин «Электрон-1» 30.1.64 406 7100 61 169 «Электрон-2» » 460 68200 61 1360 «Электрон-3» 11.7.64 405 7040 60,87 168 «Электрон-4» » 459 66235 60,87 1314 (обратно)

Электрон (магниевые сплавы)

Электро'н, редко употребляемое название магниевых сплавов . Под таким названием в 20-х гг. 20 в. появились первые промышленные магниевые сплавы на основе систем Mg — Al — Zn и Mg — Mn, содержащие до 10% Al, до 3% Zn и до 2,5% Mn.

(обратно)

Электрон проводимости

Электро'н проводи'мости, электрон металлов и полупроводников, энергия которого находится в частично заполненной энергетической зоне (зоне проводимости, см. Твёрдое тело ). В полупроводниках при абсолютном нуле температуры электроны в зоне проводимости отсутствуют. Они появляются при повышении температуры, освещении, внедрении примесей и др. внешних воздействиях. В металлах всегда есть Э. п., и их концентрация велика. При Т = 0 К в металле Э. п. занимают все состояния с энергией, меньшей энергии Ферми. Свойства Э. п. удобно описывать в терминах кинетической теории газов, пользуясь понятиями длины свободного пробега, частоты столкновений и т. п. В полупроводниках, где число Э. п. относительно мало, газ Э. п. хорошо описывается классической Больцмана статистикой . В металлах Э. п. образуют вырожденную Ферми-жидкость .

(обратно)

Электрон (физич.)

Электро'н (символ е- , e), первая элементарная частица, открытая в физике; материальный носитель наименьшей массы и наименьшего электрического заряда в природе. Э. — составная часть атомов ; их число в нейтральном атоме равно атомному номеру, т. е. числу протонов в ядре.

  Современные значения заряда (e) и массы (me ) Э. равны:

e = — 4,803242(14)×10-10 ед. СГСЭ = — 1,6021892(46)×10-19 кулон ,

m e = 0,9109534(47)×10-27 г = 0,5110034(14) Мэв/с 2 ,

где с — скорость света в вакууме (в скобках после числовых значений величин указаны средние квадратичные ошибки в последних значащих цифрах). Спин Э. равен 1 /2 (в единицах Планка постоянной ), и, следовательно, Э. подчиняются Ферми — Дирака статистике . Магнитный момент Э. — m = 1,0011596567(35) m0 , где m0 — магнетон Бора. Э. — стабильная частица и относится к классу лептонов .

  Установление существования Э. было подготовлено трудами многих выдающихся исследователей; в 1897 Э. был открыт Дж. Дж. Томсоном . Название «Э.» [первоначально предложенное английским учёным Дж. Стони (1891) для заряда одновалентного иона] происходит от греческого слова élektron, что означает янтарь. Электрический заряд Э. условились считать отрицательным в соответствии с более ранним соглашением называть отрицательным заряд наэлектризованного янтаря (см. Электрический заряд ). Античастица Э. — позитрон (e+ ) открыта в 1932.

  Э. участвует в электромагнитных, слабых и гравитационных взаимодействиях и проявляет многообразие свойств в зависимости от типа взаимодействий. В классической электродинамике Э. ведёт себя как частица, движение которой подчиняется Лоренца — Максвелла уравнениям . Понятие «размер Э.» не удаётся сформулировать непротиворечиво, хотя величину r0 = е 2 /т е с 2 ~10-13 см принято называть классическим радиусом Э. Причину этих затруднений удалось понять в рамках квантовой механики. Согласно гипотезе де Бройля (1924), Э. (как и все другие материальные микрообъекты) обладает не только корпускулярными, но и волновыми свойствами (см. Корпускулярно-волновой дуализм , Волны де Бройля ). Де-бройлевская длина волны Э. равна , где u — скорость движения Э. В соответствии с этим Э., подобно свету, могут испытывать интерференцию и дифракцию. Волновые свойства Э. были экспериментально обнаружены в 1927 американскими физиками К. Дэвиссоном и Л. Джермером и независимо английским физиком Дж. П. Томсоном (см. Дифракция частиц ).

  Движение Э. подчиняется уравнениям квантовой механики: Шрёдингера уравнению для нерелятивистских явлений и Дирака уравнению — для релятивистских. Опираясь на эти уравнения, можно показать, что все оптические, электрические, магнитные, химические и механические свойства веществ объясняются особенностями движения Э. в атомах. Наличие спина существенным образом влияет на характер движения Э. в атоме. В частности, только учёт спина Э. в рамках квантовой механики позволил объяснить периодическую систему элементов Д. И. Менделеева, а также природу химической связи атомов в молекулах.

  Э. — член единого обширного семейства элементарных частиц, и ему в полной мере присуще одно из основных свойств элементарных частиц — их взаимопревращаемость. Э. может рождаться в различных реакциях, самыми известными из которых являются распад отрицательно заряженного мюона (m- ) на электрон, электронное антинейтрино () и мюонное нейтрино (nm ):

,

  а также бета-распад нейтрона на протон, электрон и электронное антинейтрино:

.

  Последняя реакция является источником b-лучей при радиоактивном распаде ядер. Оба процесса — частные случаи слабых взаимодействий . Примером электромагнитных процессов, в происходят превращения Э., может служить аннигиляция электрона и позитрона на два g-кванта

e- + e+ ® 2g.

  С 60-х гг. интенсивно изучаются процессы рождения сильно взаимодействующих частиц (адронов) при столкновении электронов с позитронами, например рождение пары пи-мезонов :

e- + е+ ® p- + p+ .

  В конце 1974 в аналогичной реакции открыта новая элементарная частица, т. н. J //y-частица (см. Резонансы , Элементарные частицы ).

  Релятивистская квантовая теория Э. (квантовая электродинамика ) — самая разработанная область квантовой теории поля, в которой достигнуто удивительное согласие с экспериментом. Так, вычисленное значение магнитного момента Э.

(где a » 1/137,036 — тонкой структуры постоянная ) с огромной точностью совпадает с его экспериментальным значением. Однако теорию Э. нельзя считать законченной, поскольку ей присущи внутренние логические противоречия (см. Квантовая теория поля ).

  Лит.: Милликен P., Электроны (+ и —), протоны, фотоны, нейтроны и космические лучи, пер. с англ., М. — Л., 1939; Андерсон Д., Открытие электрона, пер. с англ., М., 1968; Томсон Г. П., Семидесятилетний электрон, пер. с англ., «Успехи физических наук», 1968, т. 94, в. 2.

  Л. И. Пономарев.

(обратно)

Электронаркоз

Электронарко'з (от электро... и наркоз ) электроанестезия, способ общего обезболивания путём воздействия электрическим током на головной мозг. Наркотизирующее действие электрического тока, подаваемого импульсами, впервые испытал на себе французский учёный С. Ледюк в 1902. При современном Э. применяют импульсный (с частотой от 100 Гц до 6 кгц ), синусоидальный и т. н. интерференционный токи; сила тока — от 10 до 200 лот. При любой методике Э. электроды накладывают на лобную и затылочную области головы. Наркотизирующий эффект обусловлен снижением активности воспринимающих боль корковых и подкорковых структур головного мозга. Побочные эффекты электрического воздействия (мышечный спазм, нарушения кровообращения и дыхания) затрудняли практическое применение метода. Развитие анестезиологии обусловило возможность использования Э. (его преимущество — быстрота достижения обезболивания и выхода из состояния наркоза, отсутствие токсического действия, портативность аппаратуры) в качестве компонента современного комбинированного наркоза. Специалисты, изучающие проблемы Э., с 1966 объединены в Международное общество электросна и электроанестезии.

  Лит.: Электронаркоз в хирургии, Таш., 1966.

  В. В. Сигаев.

(обратно)

Электронвольт

Электронво'льт, внесистемная единица энергии, равная энергии, приобретаемой частицей, несущей один элементарный заряд (заряд электрона) при перемещении в ускоряющем электрическое поле между двумя точками с разностью потенциалов 1 в. Обозначения: русское — эв, международное — eV.

  1 эв = 1,60219×10-19 дж. Применяются кратные единицы килоэлектронвольт (кэв, keV), равный 103 эв, мегаэлектронвольт (Мэв, MeV), равный 106 эв. Часто в эв выражают массу элементарных частиц, что основано на уравнении Эйнштейна Е = mc 2 , связывающем массу частицы т с её полной энергией Е; с — скорость света . Энергия, соответствующая одной атомной единице массы , равна (931,5016 ± 0,0026) Мэв.

(обратно)

Электроника

Электро'ника, наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств, в которых это взаимодействие используется для преобразования электромагнитной энергии, в основном для передачи, обработки и хранения информации. Наиболее характерные виды таких преобразований — генерирование, усиление и приём электромагнитных колебаний с частотой до 1012 гц, а также инфракрасного, видимого, ультрафиолетового и рентгеновского излучений (1012 —1020 гц ). Преобразование до столь высоких частот возможно благодаря исключительно малой инерционности электрона — наименьшей из ныне известных заряженных частиц. В Э. исследуются взаимодействия электронов как с макрополями в рабочем пространстве электронного прибора, так и с микрополями внутри атома, молекулы или кристаллической решётки.

  Э. опирается на многие разделы физики — электродинамику, классическую и квантовую механику, физику твёрдого тела, оптику, термодинамику, а также на химию, металлургию, кристаллографию и другие науки. Используя результаты этих и ряда других областей знаний, Э., с одной стороны, ставит перед другими науками новые задачи, чем стимулирует их дальнейшее развитие, с другой — создаёт новые электронные приборы и устройства и тем самым вооружает науки качественно новыми средствами и методами исследования. Практические задачи Э.: разработка электронных приборов и устройств, выполняющих различные функции в системах преобразования и передачи информации, в системах управления, в вычислительной технике, а также в энергетических устройствах; разработка научных основ технологии производства электронных приборов и технологии, использующей электронные и ионные процессы и приборы для различных областей науки и техники.

  Э. играет ведущую роль в научно-технической революции. Внедрение электронных приборов в различные сферы человеческой деятельности в значительной мере (зачастую решающей) способствует успешной разработке сложнейших научно-технических проблем, повышению производительности физического и умственного труда, улучшению экономических показателей производства. На основе достижений Э. развивается промышленность, выпускающая электронную аппаратуру для различных видов связи, автоматики, телевидения, радиолокации, вычислительной техники, систем управления технологическими процессами, приборостроения, а также аппаратуру светотехники, инфракрасной техники, рентгенотехники и др.

  Историческая справка. Э. зародилась в начале 20 в. после создания основ электродинамики (1856—73), исследования свойств термоэлектронной эмиссии (1882—1901), фотоэлектронной эмиссии (1887—1905), рентгеновских лучей (1895—97), открытия электрона (Дж. Дж. Томсон , 1897), создания электронной теории (1892—1909). Развитие Э. началось с изобретения лампового диода (Дж. А. Флеминг , 1904), трёхэлектродной лампы — триода (Л. де Форест , 1906); использования триода для генерирования электрических колебаний (немецкий инженер А. Мейснер, 1913); разработки мощных генераторных ламп с водяным охлаждением (М. А. Бонч-Бруевич , 1919—25) для радиопередатчиков, используемых в системах дальней радиосвязи и радиовещания. Вакуумные фотоэлементы (экспериментальный образец создал А. Г. Столетов , 1888; промышленные образцы — немецкие учёные Ю. Эльстер и Г. Хейтель, 1910); фотоэлектронные умножители — однокаскадные (П. В. Тимофеев , 1928) и многокаскадные (Л. А. Кубецкий , 1930) — позволили создать звуковое кино, послужили основой для разработки передающих телевизионных трубок : видикона (идея предложена в 1925 А. А. Чернышевым ), иконоскопа (С. И. Катаев и независимо от него В. К. Зворыкин , 1931—32), супериконоскопа (П. В. Тимофеев, П. В. Шмаков , 1933), суперортикона (двухсторонняя мишень для такой трубки была предложена советским учёным Г. В. Брауде в 1939; впервые суперортикон описан американскими учёными А. Розе, П. Веймером и Х. Лоу в 1946) и др. Создание многорезонаторного магнетрона (Н. Ф. Алексеев и Д. Е. Маляров , под руководством М. А. Бонч-Бруевича, 1936—37), отражательного клистрона (Н. Д. Девятков и другие и независимо от них советский инженер В. Ф. Коваленко, 1940) послужило основой для развития радиолокации в сантиметровом диапазоне волн; пролётные клистроны (идея предложена в 1932 Д. А. Рожанским , развита в 1935 советским физиком А. Н. Арсеньевой и немецким физиком О. Хайлем, реализована в 1938 американскими физиками Р. и 3. Варианами и др.) и лампы бегущей волны (американский учёный Р. Компфнер, 1943) обеспечили дальнейшее развитие систем радиорелейной связи, ускорителей элементарных частиц и способствовали созданию систем космической связи. Одновременно с разработкой вакуумных электронных приборов создавались и совершенствовались газоразрядные приборы (ионные приборы ), например ртутные вентили , используемые главным образом для преобразования переменного тока в постоянный в мощных промышленных установках; тиратроны для формирования мощных импульсов электрического тока в устройствах импульсной техники; газоразрядные источники света .

  Использование кристаллических полупроводников в качестве детекторов для радиоприёмных устройств (1900—05), создание купроксных и селеновых выпрямителей тока и фотоэлементов (1920—1926), изобретение кристадина (О. В. Лосев , 1922), изобретение транзистора (У. Шокли , У. Браттейн , Дж. Бардин , 1948) определили становление и развитие полупроводниковой электроники . Разработка планарной технологии полупроводниковых структур (конец 50 — начало 60-х гг.) и методов интеграции многих элементарных приборов (транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов) на одной монокристаллической полупроводниковой пластине привело к созданию нового направления в Э. — микроэлектроники (см. также Интегральная электроника ). Основные разработки в области интегральной Э. направлены на создание интегральных схем — микроминиатюрных электронных устройств (усилителей, преобразователей, процессоров ЭВМ, электронных запоминающих устройств и т. п.), состоящих из сотен и тысяч электронных приборов, размещаемых на одном полупроводниковом кристалле площадью в несколько мм 2 . Микроэлектроника открыла новые возможности для решения таких проблем, как автоматизация управления технологическими процессами, переработка информации, совершенствование вычислительной техники и др., выдвигаемых развитием современного общественного производства. Создание квантовых генераторов (Н. Г. Басов , А. М. Прохоров и независимо от них Ч. Таунс , 1955) — приборов квантовой электроники — определило качественно новые возможности Э., связанные с использованием источников мощного когерентного излучения оптического диапазона (лазеров ) и построением сверхточных квантовых стандартов частоты .

  Советские учёные внесли крупный вклад в развитие Э. Фундаментальные исследования в области физики и технологии электронных приборов выполнили М. А. Бонч-Бруевич, Л. И. Мандельштам , Н. Д. Папалекси , С. А. Векшинский , А. А. Чернышев, М. М. Богословский и многие др.; по проблемам возбуждения и преобразования электрических колебаний, излучения, распространения и приёма радиоволн, их взаимодействия с носителями тока в вакууме, газах и твёрдых телах — Б. А. Введенский , В. Д. Калмыков , А. Л. Минц , А. А. Расплетин , М. В. Шулейкин и др.; в области физики полупроводников — А. Ф. Иоффе ; люминесценции и по другим разделам физической оптики — С. И. Вавилов ; квантовой теории рассеяния света излучения, фотоэффекта в металлах — И. Е. Тамм и многие др.

  Области, основные разделы и направления электроники. Э. включает в себя 3 области исследований: вакуумную Э., твердотельную Э., квантовую Э. Каждая область подразделяется на ряд разделов и ряд направлений. Раздел объединяет комплексы однородных физико-химических явлений и процессов, которые имеют фундаментальное значение для разработки многих классов электронных приборов данной области. Направление охватывает методы конструирования и расчётов электронных приборов, родственных по принципам действия или по выполняемым ими функциям, а также способы изготовления этих приборов.

  Вакуумная Э. содержит следующие разделы: 1) эмиссионная Э., охватывающая вопросы термо-, фотоэмиссии, вторичной электронной эмиссии , туннельной эмиссии , исследования катодов и антиэмиссионных покрытий; 2) формирование потоков электронов и потоков ионов, управление этими потоками; 3) формирование электромагнитных полей с помощью резонаторов , систем резонаторов, замедляющих систем , устройств ввода и вывода энергии; 4) электронная люминесценция (катодолюминесценция ); 5) физика и техника высокого вакуума (его получение, сохранение и контроль); 6) теплофизические процессы (испарение в вакууме, формоизменение деталей при циклическом нагреве, разрушение поверхности металлов при импульсном нагреве, отвод тепла от элементов приборов); 7) поверхностные явления (образование плёнок на электродах и изоляторах, неоднородностей на поверхностях электрода); 8) технология обработки поверхностей, в том числе электронная, ионная и лазерная обработка; 9) газовые среды — раздел, включающий вопросы получения и поддержания оптимального состава и давления газа в газоразрядных приборах. Основные направления вакуумной Э. охватывают вопросы создания электровакуумных приборов (ЭВП) следующих видов: электронных ламп (триодов, тетродов, пентодов и т. д.); ЭВП СВЧ (магнетронов, клистронов и т. д.), электроннолучевых приборов (кинескопов, осциллографических трубок и т. д.); фотоэлектронных приборов (фотоэлементов, фотоэлектронных умножителей), рентгеновских трубок; газоразрядных приборов (мощных преобразователей тока, источников света, индикаторов).

  Разделы и направления твердотельной Э. в основном связаны с полупроводниковой Э. Фундаментальные разделы последней охватывают следующие вопросы: 1) изучение свойств полупроводниковых материалов, влияние примесей на эти свойства; 2) создание в кристалле областей с различной проводимостью методами эпитаксиального выращивания (см. Эпитаксия ), диффузии , ионного внедрения (имплантации), воздействием радиации на полупроводниковые структуры; 3) нанесение диэлектрических и металлических плёнок на полупроводниковые материалы, разработка технологии создания плёнок с необходимыми свойствами и конфигурацией; 4) исследование физических и химических процессов на поверхности полупроводников; 5) разработку способов и средств получения и измерения элементов приборов микронных и субмикронных размеров. Основные направления полупроводниковой Э. связаны с разработкой и изготовлением различных видов полупроводниковых приборов ; полупроводниковых диодов (выпрямительных, смесительных, параметрических, стабилитронов), усилительных и генераторных диодов (туннельных, лавинно-пролётных, диодов Ганна), транзисторов (биполярных и униполярных), тиристоров, оптоэлектронных приборов (светоизлучающих диодов, фотодиодов, фототранзисторов, оптронов, светодиодных и фотодиодных матриц), интегральных схем. К направлениям твердотельной Э. относятся также диэлектрическая электроника, изучающая электронные процессы в диэлектриках (в частности, в тонких диэлектрических плёнках) и их использование, например для создания диэлектрических диодов, конденсаторов; магнитоэлектроника, использующая магнитные свойства вещества для управления потоками электромагнитной энергии с помощью ферритовых вентилей, циркуляторов, фазовращателей и т. д. и для создания запоминающих устройств, в том числе на магнитных доменах; акустоэлектроника и пьезоэлектроника, рассматривающие вопросы распространения поверхностных и объёмных акустических волн и создаваемых ими переменных электрических полей в кристаллических материалах и взаимодействия этих полей с электронами в приборах с полупроводниково-пьезоэлектрической структурой (кварцевых стабилизаторах частоты, пьезоэлектрических фильтрах, ультразвуковых линиях задержки, акустоэлектронных усилителях и т. д.); криоэлектроника, исследующая изменения свойств твёрдого тела при глубоком охлаждении для построения малошумящих усилителей и генераторов СВЧ, сверхбыстродействующих вычислительных и запоминающих устройств; разработка и изготовление резисторов.

  Наиболее важные направления квантовой Э. — создание лазеров и мазеров . На основе приборов квантовой Э. строятся устройства для точного измерения расстояний (дальномеры ), квантовые стандарты частоты, квантовые гироскопы, системы оптической многоканальной связи , дальней космической связи, радиоастрономии. Энергетическое воздействие лазерного концентрированного излучения на вещество используется в промышленной технологии. Лазеры находят различное применение в биологии и медицине.

  Э. находится в стадии интенсивного развития; для неё характерно появление новых областей и создание новых направлений в уже существующих областях.

  Технология электронных приборов. Конструирование и изготовление электронных приборов базируются на использовании сочетания разнообразных свойств материалов и физико-химических процессов. Поэтому необходимо глубоко понимать используемые процессы и их влияние на свойства приборов, уметь точно управлять этими процессами. Исключительная важность физико-химических исследований и разработка научных основ технологии в Э. обусловлены, во-первых, зависимостью свойств электронных приборок от наличия примесей в материалах и веществ, сорбированных на поверхностях рабочих элементов приборов, а также от состава газа и степени разряжения среды, окружающей эти элементы; во-вторых, — зависимостью надёжности и долговечности электронных приборов от степени стабильности применяемых исходных материалов и управляемости технологии. Достижения технологии нередко дают толчок развитию новых направлений в Э. Общие для всех направлений Э. особенности технологии состоят в исключительно высоких (по сравнению с другими отраслями техники) требованиях, предъявляемых в электронной промышленности к свойствам используемых исходных материалов; степени защиты изделий от загрязнения в процессе производства; геометрической точности изготовления электронных приборов. С выполнением первого из этих требований связано создание многих материалов, обладающих сверхвысокими чистотой и совершенством структуры, с заранее заданными физико-химическими свойствами — специальных сплавов монокристаллов, керамики, стекол и др. Создание таких материалов и исследование их свойств составляют предмет специальной научно-технической дисциплины — электронного материаловедения. Одной из самых острых проблем технологии, связанных с выполнением второго требования, является борьба за уменьшение запылённости газовой среды, в которой проходят наиболее важные технологические процессы. В ряде случаев допустимая запылённость — не свыше трёх пылинок размером менее 1 мкм в 1 м 3 . О жёсткости требований к геометрической точности изготовления электронных приборов свидетельствуют, например, следующие цифры: в ряде случаев относительная погрешность размеров не должна превышать 0,001%; абсолютная точность размеров и взаимного расположения элементов интегральных схем достигает сотых долей мкм. Это требует создания новых, более совершенных методов обработки материалов, новых средств и методов контроля. Характерным для технологии в Э. является необходимость широкого использования новейших методов и средств: электроннолучевой, ультразвуковой и лазерной обработки и сварки, фотолитографии, электронной и рентгеновской литографии, электроискровой обработки, ионной имплантации, плазмохимии, молекулярной эпитаксии, электронной микроскопии, вакуумных установок, обеспечивающих давление остаточных газов до 10-13 мм рт. ст. Сложность многих технологических процессов требует исключения субъективного влияния человека на процесс, что обусловливает актуальность проблемы автоматизации производства электронных приборов с применением ЭВМ наряду с общими задачами повышения производительности труда. Эти и другие специфические особенности технологии в Э. привели к необходимости создания нового направления в машиностроении — электронного машиностроения.

  Перспективы развития Э. Одна из основных проблем, стоящих перед Э., связана с требованием увеличения количества обрабатываемой информации вычислительными и управляющими электронными системами с одновременным уменьшением их габаритов и потребляемой энергии. Эта проблема решается путём создания полупроводниковых интегральных схем, обеспечивающих время переключения до 10-11 сек; увеличения степени интеграции на одном кристалле до миллиона транзисторов размером 1—2 мкм; использования в интегральных схемах устройств оптической связи и оптоэлектронных преобразователей (см. Оптоэлектроника ), сверхпроводников ; разработки запоминающих устройств ёмкостью несколько мегабит на одном кристалле; применения лазерной и электроннолучевой коммутации; расширения функциональных возможностей интегральных схем (например, переход от микропроцессора к микроЭВМ на одном кристалле); перехода от двумерной (планарной) технологии интегральных схем к трёхмерной (объёмной) и использования сочетания различных свойств твёрдого тела в одном устройстве; разработки и реализации принципов и средств стереоскопического телевидения , обладающего большей информативностью по сравнению с обычным; создания электронных приборов, работающих в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых волн, для широкополосных (более эффективных) систем передачи информации, а также приборов для линий оптической связи; разработки мощных, с высоким кпд, приборов СВЧ и лазеров для энергетического воздействия на вещество и направленной передачи энергии (например, из космоса). Одна из тенденций развития Э. — проникновение её методов и средств в биологию (для изучения клеток и структуры живого организма и воздействия на него) и медицину (для диагностики, терапии, хирургии). По мере развития Э. и совершенствования технологии производства электронных приборов расширяются области использования достижения Э. во всех сферах жизни и деятельности людей, возрастает роль Э. в ускорении научно-технического прогресса.

  А. И. Шокин.

(обратно)

Электронная автоматическая телефонная станция

Электро'нная автомати'ческая телефо'нная ста'нция (ЭАТС), телефонная станция , в которой коммутация линий и каналов, а также управление процессами коммутации осуществляются устройствами на электронных элементах (полупроводниковых приборах , интегральных схемах , ферритах и т. д.). Принципы построения коммутационных устройств ЭАТС определяются главным образом методами разделения каналов — пространственного, частотного, временного разделения (коммутации); при этом методы частотного и временного разделения аналогичны методам уплотнения линий связи (см. Линии связи уплотнение ). Распространение (1978) получили ЭАТС, в которых используются пространственная или (и) временная коммутация линий и каналов (см. Электросвязь ). К ЭЛТС с пространственной коммутацией относятся станции, выполненные на основе т. н. пространственных полупроводниковых соединителей. Пространственная коммутация используется в основном в ЭАТС малой и средней ёмкости. В ЭАТС с временной коммутацией линия связи или групповой тракт связи посредством электронных коммутаторов в определённые моменты предоставляется для передачи импульсных сигналов каждого канала. В таких ЭАТС для разделения сообщений применяют импульсную модуляцию колебаний : в оконечных ЭАТС малой и средней ёмкости — амплитудно-импульсную и широтно-импульсную; в транзитных ЭАТС большой и средней ёмкости — импульсно-кодовую (ИКМ). Наиболее перспективны системы с ИКМ, при использовании которых открывается возможность объединения (интеграции) процессов передачи и коммутации и создания на этой основе интегральных цифровых систем связи. В англоязычной научно-технической литературе к ЭАТС с пространственной коммутацией относят также механоэлектронные автоматические телефонные станции (построенные на миниатюрных многократных координатных соединителях ) и квазиэлектронные автоматические телефонные станции .

  Лит.: Лутов М. Ф., Электронные АТС, в кн.: Радиотехника и электросвязь, М., 1966 (ВИНИТИ. Итоги науки и техники); Прагер Э., Трнка Я., Электронные телефонные станции, пер. с чешск., М., 1976.

  М. Ф. Лутов.

(обратно)

Электронная вычислительная машина

Электро'нная вычисли'тельная маши'на (ЭВМ), вычислительная машина , основные функциональные элементы которой (логические, запоминающие, индикационные и т. д.) выполнены на электронных лампах или полупроводниковых приборах, либо на интегральных микросхемах и т. д. Первые ЭВМ, как аналоговые (см. Аналоговая вычислительная машина ), так и цифровые (см. Цифровая вычислительная машина ), появились в середине 40-х гг. 20 в. Благодаря преимуществам ЭВМ по сравнению с вычислительными машинами других типов (высокое быстродействие, компактность, надёжность, автоматизация вычислительного процесса и др.) они получили преимущественное использование при научно-технических расчётах, обработке информации (в том числе планировании, учёте, прогнозировании и др.), автоматическом управлении. См. также Вычислительная техника , Кибернетика техническая , Сеть вычислительных центров , Управления автоматизированная система , Управление в технике.

(обратно)

Электронная и ионная оптика

Электро'нная и ио'нная о'птика, наука о поведении пучков электронов и ионов в вакууме под воздействием электрических и магнитных полей. Т. к. изучение электронных пучков началось ранее, чем ионных, и первые используют гораздо шире, чем вторые, весьма распространён термин «электронная оптика». Э. и и. о. занимается главным образом вопросами формирования, фокусировки и отклонения пучков заряженных частиц, а также получения с их помощью изображений, которые можно визуализировать на люминесцирующих экранах или фотографических плёнках. Такие изображения принято называть электроннооптическими и ионнооптическими изображениями. Развитие Э. и и. о. в значительной степени обусловлено потребностями электронной техники.

  Зарождение Э. и и. о. связано с созданием в конце 19 в. электроннолучевой трубки (ЭЛТ). В первой осциллографической ЭЛТ, изготовленной в 1897 К. Ф. Брауном , электронный пучок отклонялся магнитным полем. Отклонение с помощью электростатического поля осуществил в своих опытах по определению отношения заряда электрона к его массе Дж. Дж. Томсон , пропуская пучок через плоский конденсатор, помещенный внутри ЭЛТ. В 1899 немецкий физик И. Э. Вихерт применил для фокусировки электронного пучка в ЭЛТ катушку из изолированной проволоки, по которой протекал электрический ток. Однако лишь в 1926 немецкий учёный Х. Буш теоретически рассмотрел движение заряженных частиц в магнитном поле такой катушки и показал, что она пригодна для получения правильных электроннооптических изображений и, следовательно, является электронной линзой (ЭЛ). Последующая разработка электронных линз (магнитных и электростатических) открыла путь к созданию электронного микроскопа , электроннооптического преобразователя и ряда др. приборов, в которых формируются правильные электроннооптические изображения объектов — либо испускающих электроны, либо тем или иным образом воздействующих на электронные пучки. Конструирование специализированных ЭЛТ для телевизионной и радиолокационной аппаратуры, для записи, хранения и воспроизведения информации и т. п. привело к дальнейшему развитию разделов Э. и и. о., связанных с управлением пучками заряженных частиц. Значительное влияние на развитие Э. и и. о. оказала разработка аппаратуры для анализа потоков электронов и ионов (бета-спектрометров , масс-спектрометров и других аналитических приборов). В Э. и и. о., как правило, не рассматриваются вопросы, возникающие в сверхвысоких частот технике , лишь изредка рассматриваются процессы в электронных лампах , ускорителях заряженных частиц и других приборах и устройствах, специфика которых отделяет их от основных направлений Э. и и. о.

  Для решения большинства задач Э. и и. о. достаточно рассматривать движение заряженных частиц в рамках классической механики , т. к. волновая природа частиц (см. Корпускулярно-волновой дуализм ) в этих задачах практически не проявляется. В таком приближении Э. и и. о. носит название геометрической Э. и и. о., что обусловлено наличием глубокой аналогии между геометрической Э. и и. о. и геометрической оптикой световых лучей, которая выражается в том, что поведение пучков заряженных частиц в электрических и магнитных полях во многом подобно поведению пучков лучей света в неоднородных оптических средах. В основе указанной аналогии лежит более общая аналогия между классической механикой и световой геометрической оптикой, установленная У. Р. Гамильтоном , доказавшим в 1834, что общее уравнение механики (уравнение Гамильтона — Якоби) по форме подобно оптическому уравнению эйконала. Как и в световой геометрической оптике, в геометрической Э. и и. о. вводится понятие преломления показателя , при вычислении погрешностей изображения — аберраций, большая часть которых аналогична аберрациям оптических систем , — зачастую используется метод эйконала. Когда приближение геометрической Э. и и. о. недостаточно, например при исследовании разрешающей способности электронного микроскопа, привлекаются методы квантовой механики .

  В электроннооптических устройствах широко применяются электрические и магнитные поля, обладающие симметрией вращения относительно оптической оси системы. ЭЛ и электронные зеркала с такими полями называются осесимметричными. Электрические поля с симметрией вращения создаются электродами в виде цилиндров, чашечек, диафрагм с круглыми отверстиями и т. п. (рис. 2 ). Для получения осесимметричных магнитных полей используют электромагниты (иногда постоянные магниты) с полюсами в форме тел вращения или тороидальные катушки с намоткой из изолированной проволоки, по которой пропускается электрический ток (рис. 3 ). Осесимметричные линзы и зеркала создают правильные электроннооптические изображения, если заряженные частицы движутся достаточно близко к оси симметрии поля, а их начальные скорости мало отличаются друг от друга. Если эти условия не выполняются, погрешности изображения становятся весьма значительными. Когда предмет и изображение лежат за пределами поля, осесимметричные ЭЛ — всегда собирающие. В электростатических осесимметричных ЭЛ, как и в светооптических линзах со сферическими поверхностями, изображение может быть только прямым или перевёрнутым, в магнитных ЭЛ — оно дополнительно повёрнуто на некоторый угол. Электроннооптические свойства поля с симметрией вращения определяются положением его кардинальных точек, аналогичных кардинальным точкам осесимметричных светооптических изображающих систем: двух фокусов, двух главных точек и двух узловых точек. Построение изображения производится по правилам световой геометрической оптики. Электростатическим осесимметричным полям свойственны те же пять видов геометрических аберраций третьего порядка, что и светооптическим центрированным системам сферических поверхностей: сферическая аберрация , астигматизм , кривизна поля изображения, дисторсия и кома . В магнитных полях к ним добавляются ещё три: т. н. анизотропные дисторсия, астигматизм и кома. Кроме того, существуют три вида хроматических аберраций (в электростатических полях — два), обусловленных некоторым неизбежным разбросом энергий поступающих в поле частиц. Вообще говоря, аберрации полей с симметрией вращения в сопоставимых условиях значительно превышают по величине аберрации светооптических центрированных систем, т. е. ЭЛ и электронные зеркала по качеству существенно уступают светооптическим. Вопрос о компенсации аберраций или их уменьшении является одним из основных в теоретических Э. и и. о.

  Существуют и другие типы ЭЛ и зеркал, поля которых обладают различными видами симметрии. Они формируют изображения точечных объектов в виде отрезков линий, однако иногда способны осуществлять и стигматическую фокусировку (точка в точку). Так называемые цилиндрические электростатические и магнитные линзы и зеркала создают линейные изображения точечных предметов. Поля в таких ЭЛ «двумерны» (их напряжённости описываются функциями только двух декартовых координат) и симметричны относительно некоторой средней плоскости, вблизи которой движутся заряженные частицы. В ряде аналитических электровакуумных приборов высококачественная фокусировка необходима только в одном направлении. В этих случаях целесообразно применять так называемые трансаксиальные электростатические ЭЛ или трансаксиальные электронные зеркала, аберрации которых в средней плоскости очень малы (сравнимы с аберрациями светооптических линз). Для воздействия на пучки заряженных частиц с большими энергиями используют квадрупольные ЭЛ (электрические и магнитные). Для отклонения пучков заряженных частиц используют электроннооптические устройства с электрическими или магнитными полями, направленными поперёк пучка. Простейшим электрическим отклоняющим элементом является плоский конденсатор (рис. 4 ). В ЭЛТ с целью уменьшения отклоняющего напряжения применяют системы с электродами более сложной формы. Магнитные поля, предназначенные для отклонения пучков, создаются электромагнитами (рис. 5 ) или проводниками, по которым течёт ток.

  Очень разнообразны формы отклоняющих электрических и магнитных полей, применяемых в аналитических приборах, в которых используется свойство этих полей разделять (разрешать) заряженные частицы по энергии и массе. Широко используется также их свойство фокусировать пучки.

  Электрические поля обычно формируются различными конденсаторами: плоским, цилиндрическим (рис. 6 ), сферическим (рис. 7 ). Из магнитных полей часто применяются однородное поле (рис. 8 ) и секторное поле (рис. 9 ). Для улучшения качества фокусировки искривляют границы секторных магнитных полей, а также применяют неоднородные магнитные поля, напряжённость которых меняется по определенному закону.

  Перечисленные отклоняющие электрические и магнитные устройства, иногда называются электронными (ионными) призмами, отличаются от светооптических призм тем, что они не только отклоняют, но и фокусируют пучки заряженных частиц. Фокусировка приводит к тому, что попадающие в поля таких устройств параллельные пучки после отклонения перестают быть параллельными. Между тем для создания высококачественных аналитических электронных и ионных приборов по точной аналогии со светооптическим призменным спектрометром необходимы электронные (ионные) призмы, которые подобно световым призмам сохраняют параллельность пучков. В качестве таких электронных призм применяют телескопические системы электронных линз. Добавив к электронной призме две ЭЛ, одну так называемую коллиматорную на входе, другую — фокусирующую на выходе, можно получить аналитический прибор, в котором сочетаются высокая разрешающая способность и большая электроннооптическая светосила.

  Лит.: Арцимович Л. А., Лукьянов С. Ю., Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях, М., 1972; Бонштедт Б. Э., Маркович М. Г., Фокусировка и отклонение пучков в электроннолучевых приборах, М., 1967; Брюхе Е., Шерцер О., Геометрическая электронная оптика, пер. с нем., Л., 1943; Глазер В., Основы электронной оптики, пер. с нем., М., 1957; Гринберг Г. А., Избранные вопросы математической теории электрических и магнитных явлений, М. — Л., 1948; Зинченко Н, С., Курс лекций по электронной оптике, 2 изд., Хар., 1961; Кельман В. М., Явор С. Я., Электронная оптика, 3 изд., Л., 1968; Страшкевич А. М., Электронная оптика электростатических систем, М. — Л., 1966; Явор С. Я., Фокусировка заряженных частиц квадрупольными линзами, М., 1968.

  В. М. Кельман, И. В. Родникова.

Рис. 2. Электроннооптическая система с симметрией вращения, предназначенная для формирования электронного пучка (электронный прожектор): 1 - подогревной катод; 2 - фокусирующий электрод; 3 - первый анод; 4 - второй анод; 5 - сечения эквипотенциальных поверхностей электростатического поля плоскостью рисунка. Штриховой линией обозначены контуры пучка. У электродов указаны их потенциалы по отношению к катоду, потенциал которого принят равным нулю. Электроды 1, 2, 3 образуют катодную электронную линзу, электроды 3 и 4 - иммерсионную.

Рис. 7. Сферический конденсатор: 1 — электроды конденсатора; 2 — точечный предмет; 3 — изображение предмета; 4 — кольцевые диафрагмы, ограничивающие пучок. Электроды имеют форму частей двух концентрических сфер. Изображение лежит на прямой, проходящей через источник и центр О этих сфер.

Рис. 8. Отклонение и фокусировка пучка заряженных частиц однородным магнитным полем: 1 — предмет; 2 — изображение. Заряженные частицы, испущенные линейным предметом (щелью) в пределах небольшого угла 2a, сначала расходятся, а затем, описав полуокружности с радиусом r, который для всех частиц с одной и той же массой и энергией одинаков, фокусируются, формируя изображение предмета в виде полоски шириной ra2 . Линейный предмет и полоска-изображение расположены параллельно силовым линиям магнитного поля, направленным перпендикулярно плоскости рисунка. О1 , О2 и О3 — центры круговых траекторий частиц.

Рис. 3. Магнитная линза в виде тороидальной катушки: а - вид сбоку; б - вид спереди; 1 - катушка; 2 - силовые линии магнитного поля; 3 - электронная траектория. Штриховой линией обозначены контуры электронного пучка, выходящего из точки А (предмет) и фокусируемого в точке В (изображение).

Рис. 6. Отклонение и фокусировка пучка заряженных частиц секторным цилиндрическим конденсатором: 1 — электроды конденсатора; 2 — выходная щель источника заряженных частиц; 3 — входная щель приемника заряженных частиц; 4 - диафрагмы, ограничивающие пучок. Электроды имеют форму частей круглых цилиндров. Щель источника играет роль предмета. Выходящий из неё расходящийся пучок частиц с определённой энергией фокусируется, образуя перпендикулярное к плоскости рисунка линейное изображение щели источника, с которым совмещается щель приемника.

Рис. 5. Отклонение пучка положительно заряженных частиц поперечным магнитным полем. N и S - магнитные полюса. Стрелки показывают направление магнитного поля в межполюсном зазоре.

Рис. 4. Отклонение пучка положительно заряженных частиц в поле плоского электростатического конденсатора. Стрелки показывают направление электрического поля внутри конденсатора.

Рис. 1. Отклонение электронного пучка в однородном поле плоского конденсатора: 1 — пластины конденсатора; 2 — электронный прожектор, испускающий электронный пучок. Силовые линии поля изображены пунктирными линиями, сечения эквипотенциальных поверхностей плоскостью рисунка — сплошными линиями. Потенциал поля V возрастает при перемещении сверху вниз.

Рис. 9. Отклонение и фокусировка пучка заряженных частиц секторным магнитным полем: 1 - магнитное поле; 2 - предмет (щель источника); 3 - изображение. Силовые линии магнитного поля направлены перпендикулярно плоскости рисунка. Изображение лежит на линии, соединяющей предмет с вершиной сектора О. Ширина изображения - того же порядка, что и в однородном магнитном поле.

(обратно)

Электронная камера

Электро'нная ка'мера , электроннооптический прибор для воспроизведения изображений объектов на фотоэмульсии (так называемая электронографическая пластинка), чувствительной к воздействию потока электронов. В астрономии Э. к. применяются в сочетании со светосильными телескопами, с помощью которых оптическое изображение объекта проецируется на фотокатод камеры. Возникающий при этом поток фотоэлектронов проецируется с помощью той или иной электроннооптической системы (электростатической, магнитной, электромагнитной или комбинированной; см. Электронная и ионная оптика ) на электронографическую пластинку, где и фиксируется электронное изображение объекта, соответствующее его оптическому изображению на фотокатоде. Благодаря более эффективному, в сравнении с обычной фотографией, использованию светового потока, особенно в инфракрасной области спектра, Э. к. позволяют значительно сокращать выдержки, а в ряде случаев повышать проницающую силу телескопов .

  Поскольку плотность изображения на эмульсии пропорциональна плотности падающего потока электронов, а последняя таким же образом зависит от освещённости фотокатода, то в характеристической кривой Э. к. нет области недодержек, свойственной обычным фотографическим эмульсиям. Это обстоятельство, а также значительная способность электронографической эмульсии к накоплению суммарного по времени воздействия электронов и её высокая разрешающая способность позволяют применять Э. к. для выявления слабых деталей спектров и структуры протяжённых небесных объектов.

  Первая Э. к. для астрономических целей была создана А. Лаллеманом (Франция) в 50-х гг. 20 в.

  Лит.: Курс астрофизики и звездной астрономии, под ред. А. А. Михайлова, 3 изд., т. 1, М., 1973.

  Н. П. Ерпылёв.

(обратно)

Электронная конфигурация

Электро'нная конфигура'ция, см. в ст. Атом .

(обратно)

Электронная лампа

Электро'нная ла'мпа, электровакуумный прибор , действие которого основано на изменении потока электронов (отбираемых от катода и движущихся в вакууме) электрическим полем, формируемым с помощью электродов. В зависимости от значения выходной мощности Э. л. подразделяются на приёмно-усилительные лампы (выходная мощность не свыше 10 вт ) и генераторные лампы (свыше 10 вт ).

  Первые Э. л. (начало 20 в.) — электровакуумные диоды и триоды — разрабатывались на основе техники производства ламп накаливания и по внешнему виду весьма походили на последние: стеклянная колба, в центре которой размещалась вольфрамовая нить накала, служащая катодом (слово «лампа» в названии «Э. л.» подчёркивало это сходство, «электронная» указывало на принципиальные различия). Уже в 30-е гг. внешний вид Э. л. существенно изменился, однако слово «лампа» в её названии сохранилось до сих пор. В 1-й половине 20 в. Э. л. оказали решающее влияние на характер развития радиотехники . На их основе возникли радиосвязь , звуковое радиовещание , телевидение , радиолокация , вычислительная техника (ЭВМ 1-го поколения). За период 1921—41 ежегодный мировой выпуск Э. л. возрос с одного до сотен млн. штук. Однако успехи полупроводниковой электроники обусловили бесперспективность дальнейшей разработки радиоаппаратуры на приёмно-усилительных лампах. В 60—70-х гг. разработка такой аппаратуры была прекращена; в результате ежегодный мировой выпуск приёмно-усилительных ламп за 1960—73 уменьшился примерно в 3 раза. Успехи полупроводниковой электроники не повлияли на развитие генераторных ламп (поскольку выходная мощность полупроводниковых приборов на радиочастотах не превышает 10—100 вт ). Выпускаемые генераторные лампы (триоды и тетроды ) характеризуются мощностью от 50 вт до 3 Мвт в непрерывном режиме и до 10 Мвт в импульсном. При разработке новых типов генераторных ламп главное внимание уделяется линейности сеточной характеристики (зависимости анодного тока Э. л. от напряжения на первой — управляющей — сетке; у современных ламп искажения 3-го порядка снижены до — 45 дб ); увеличению коэффициента усиления по мощности (до 25— 30 дб ); повышению кпд (например, у триодов с магнитной фокусировкой электронов, используемых для высокочастотного нагрева, он доведён до 90%); уменьшению сеточного тока и т. д.

  Лит.: Власов В. Ф., Электронные и ионные приборы, 3 изд., М., 1960; Йингст Т. [и др.], Лампы большой мощности с сеточным управлением — 1972 г., пер. с англ., «Труды Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике», 1973, т. 61, № 3, с. 121—52; Клейнер Э. Ю., Основы теории электронных ламп, М., 1974.

  В. Ф. Коваленко.

(обратно)

Электронная микроскопия

Электро'нная микроскопи'я, совокупность методов исследования с помощью электронных микроскопов (МЭ) микроструктуры тел (вплоть до атомно-молекулярного уровня), их локального состава и локализованных на поверхностях или в микрообъёмах тел электрических и магнитных полей (микрополей). Наряду с этим прикладным значением Э. м. является самостоятельным научным направлением, предмет и цели которого включают: усовершенствование и разработку новых МЭ и других корпускулярных микроскопов (например, протонного микроскопа) и приставок к ним; разработку методик препарирования образцов, исследуемых в МЭ; изучение механизмов формирования электроннооптических изображений; разработку способов анализа разнообразной информации (не только изображений), получаемой с помощью МЭ.

  Объекты исследований в Э. м. — большей частью твёрдые тела. В просвечивающих МЭ (ПЭМ), в которых электроны с энергиями от 1 кэв до 5 Мэв проходят сквозь объект, изучаются образцы в виде тонких плёнок, фольги (рис. 1 ), срезов и т. п. толщиной от 1 нм до 10 мкм (от 10  до 105 ). Поверхностную и приповерхностную структуру массивных тел с толщиной существенно больше 1 мкм исследуют с помощью непросвечивающих МЭ: растровых (РЭМ) (рис. 2 ), зеркальных, ионных проекторов и электронных проекторов .

  Можно изучать порошки, микрокристаллы, частицы аэрозолей и т. д., нанесённые на подложку: тонкую плёнку для исследования в ПЭМ или массивную подложку для исследования в РЭМ. Поверхностная геометрическая структура массивных тел изучается и методом реплик : с поверхности такого тела снимается отпечаток в виде тонкой плёнки углерода, коллодия, формвара и др., повторяющий рельеф поверхности и рассматриваемый в ПЭМ. Обычно предварительно на реплику в вакууме напыляется под скользящим (малым к поверхности) углом слой сильно рассеивающего электроны тяжёлого металла (например, Pt), оттеняющего выступы и впадины геометрического рельефа. При исследовании методом так называемого декорирования не только геометрической структуры поверхностей, но и микрополей, обусловленных наличием дислокаций (рис. 3 ), скоплений точечных дефектов (см. Дефекты в кристаллах ), ступеней роста кристаллических граней, доменной структуры (см. Домены ) и т. д., на поверхность образца вначале напыляется очень тонкий слой декорирующих частиц (атомы Au, Pt и др., молекулы полупроводников или диэлектриков), осаждающихся преимущественно на участках сосредоточения микрополей, а затем снимается реплика с включениями декорирующих частиц.

  Специальные газовые микрокамеры — приставки к ПЭМ или РЭМ — позволяют изучать жидкие и газообразные объекты, неустойчивые к воздействию высокого вакуума, в том числе влажные биологические препараты. Радиационное воздействие облучающего электронного пучка довольно велико, поэтому при исследовании биологических, полупроводниковых, полимерных и т. п. объектов необходимо тщательно выбирать режим работы МЭ, обеспечивающий минимальную дозу облучения.

  Наряду с исследованием статическим, не меняющихся во времени объектов Э. м. даёт возможность изучать различные процессы в динамике их развития: рост плёнок, деформацию кристаллов под действием переменной нагрузки, изменение структуры под влиянием электронного или ионного облучения и т. д. (исследования «in situ»). Вследствие малой инерционности электрона можно исследовать периодические во времени процессы, например перемагничивание тонких магнитных плёнок, переполяризацию сегнетоэлектриков , распространение ультразвуковых волн и т. д., методами стробоскопической Э. м.: электронный пучок «освещает» образец импульсами, синхронными с подачей импульсного напряжения на образец, что обеспечивает фиксацию на экране прибора определенной фазы процесса точно так же, как это происходит в светооптических стробоскопических приборах (рис. 4 ). Предельное временное разрешение при этом может, в принципе, составлять около 10-15 сек для ПЭМ (практически реализовано разрешение ~ 10-10 сек для ПЭМ и РЭМ).

  Для интерпретации изображений аморфных и других тел (размеры частиц которых меньше разрешаемого в МЭ расстояния), рассеивающих электроны диффузно, используются простейшие методы амплитудной Э. м. Например, в ПЭМ контраст изображения, т. е. перепад яркостей изображения соседних участков объекта, в первом приближении пропорционален перепаду толщин этих участков. Для расчёта контраста изображений кристаллических тел (рис. 5 ), имеющих регулярные структуры (при рассеянии частиц на таких телах происходит дифракция частиц ), и решения обратной задачи — расчёта структуры объекта по наблюдаемому изображению — привлекаются методы фазовой Э. м.: решается задача о дифракции электронной волны (см. Волны де Бройля ) на кристаллической решетке. При этом дополнительно учитываются неупругие взаимодействия электронов с объектом: рассеяние на плазмах, фононах и т. п. В ПЭМ и растровых ПЭМ (ПРЭМ) высокого разрешения получают изображения отдельных молекул или атомов тяжелых элементов; пользуясь методами фазовой Э. м., восстанавливают по изображениям трехмерную структуру кристаллов и биологических макромолекул. Для решения подобных задач применяют, в частности, методы голографии, а расчеты производят на ЭВМ.

  Разновидность фазовой Э. м. — интерференционная Э. м., аналогичная оптической интерферометрии (см. Интерферометр ): электронный пучок расщепляется с помощью электронных призм, и в одном из плеч интерферометра устанавливается образец, изменяющий фазу проходящей сквозь него электронной волн. Этим методом можно измерить, например, внутренний электрический потенциал образца.

  С помощью лоренцовой Э. м., в которой изучают явления, обусловленные Лоренца силой , исследуют внутренние магнитные и электрические поля или внешние поля рассеяния, например поля магнитных доменов в тонких пленках (рис. 6 ), сегнетоэлектрических доменов (см. Домены ), поля головок для магнитной записи информации и т. п.

  Состав объектов исследуется методами микродифракции, т. е. электронографии локальных участков объекта, рентгеновского и катодолюминисцентного спектрального микроанализа (см Катодолюминесценция , Спектральный анализ рентгеновский ): регистрируются характеристические рентгеновские спектры или катодолюминисцентное излучение, возникающее при бомбардировке образца сфокусированным пучком электронов (диаметр электронного «зонда» менее 1 мкм ). Кроме того, изучаются энергетические спектры вторичных электронов, выбитых первичным электронным пучком с поверхности или из объема образца.

  Интенсивно разрабатываются методы количественной Э. м. — точное измерение различных параметров образца или исследуемого процесса, например измерение локальных электрических потенциалов (рис. 7 ), магнитных полей (рис. 8 ), микрогеометрии поверхностного рельефа и т. д. МЭ используются и в технологических целях (например, для изготовления микросхем методом фотолитографии ).

  Лит.: Хокс П., Электронная оптика и электронная микроскопия, пер. с англ., М., 1974; Стоянова И. Г., Анаскин И. Ф., Физические основы методов просвечивающей электронной микроскопии, М., 1972; Утевский Л. М., Дифракционная электронная микроскопия в металловедении, М., 1973; Электронная микроскопия тонких кристаллов, пер. с англ., М., 1968; Спивак Г. В., Сапарин Г. В., Быков М. В., Растровая электронная микроскопия, «Успехи физических наук», 1969, т. 99, в. 4; Вайнштейн Б. К., Восстановление пространственной структуры биологических объектов по электронным микрофотографиям, «Изв. АН СССР. Сер. физическая», 1972, т. 36, № 9; Quantitftive scanning electron microscopy, L. — N. Y. — S. F., 1974.

  А. Е. Лукьянов.

  Применение электронной микроскопии в биологии позволило изучить сверхтонкую структуру клетки внеклеточных компонентов тканей. На основании результатов, полученных с помощью МЭ (максимальное разрешение которых для биологических объектов 12 — 6А, а увеличения — до 800 — 1200 тыс.), начиная с 40-х гг. было описано тонкое строение мембран, митохондрий, рибосом и других клеточных, а также внеклеточных структур, выявлены некоторые макромолекулы, например ДНК. Растровая (сканирующая) Э. м. дает возможность изучать тонкое строение поверхности клеток и тканевых структур не только фиксированных объектов, но и живых животных с твердым хитиновым покровом, например ряда членистоногих. Техника приготовления биологических препаратов для Э. м. включает процедуры, сохраняющие ткань в условиях глубокого вакуума под пучком электронов и реализующие высокое разрешение МЭ. Обычно объекты фиксируют химическими реагентами (альдегидами, четырехокисью осмия или др.), обезвоживают (спиртом, ацетоном), пропитывают эпоксидными смолами и режут на специальных микротомах на ультратонкие срезы (толщиной 100 — 600 ). Для повышения контраста изображения клеток их обрабатывают «электронными красителями», сильно рассеивающими электроны (уранилацетатом, гидроокисью свинца и др.). Чтобы уменьшить повреждающее действие фиксатора на ткань, ее можно заморозить, вытесняя затем воду ацетоном или спиртом при низкой температуре. Иногда применяют методы, исключающие действие фиксатора на клетки, например лиофилизацию : ткань быстро охлаждают до — 150 или — 196°C и обезвоживают в высоком вакууме при низкой температуре. Перспективным оказался метод замораживания с травлением, основанный на получении платино-углеродной реплики со скола замороженного объекта. Благодаря этому методу внесены существенные изменения в представления о структуре клеточных мембран. Для изучения структуры биологических макромолекул и отдельных клеточных органоидов используют негативное контрастирование образцов. В этом случае исследуемые объекты выявляются в виде электроннопрозрачных элементов на темном фоне. Полученные в МЭ изображения молекул можно анализировать, применяя методы, основанные на дифракции света . Использование высоковольтной Э. м. (до 3 Мв ) позволяет получить сведения о 3-мерной структуре клеток. При подготовке к исследованию живых членистоногих их обездвиживают с помощью эфирного или хлороформного наркоза в дозах, не вызывающих последующей гибели, и помещают в вакуумную камеру МЭ. В современной Э. м. широко применяют методы цитохимии, включая авторадиографию . Применение Э. м. в биологии существенно изменило и углубило прежние представления о тонком строении клетки.

  Лит.: Киселев Н. А., Электронная микроскопия биологических макромолекул, М., 1965; Электронно-микроскопическая анатомия, пер. с англ., М., 1967; Балашов Ю. С., Миккау Н. Е., Изучение живых животных в растровом электронном микроскопе, «Природа», 1977, № 1; Tribe М. A., Eraut M. R., Snook R. K., Basic biology course, book 2 — Electron microscopy and cellstructure, Camb., 1975; Electron microscopy of enzymes. Principles and methods, v. 1—2, N. Y., 1973—74.

  Н. А. Старосветская, Я. Ю. Комиссарчик.

Рис. 5. Изображение атомной решётки плёнки золота. Расстояние между кристаллографическими плоскостями 2,04 Å. Снято в просвечивающем электронном микроскопе ЭМВ-100Л при электроннооптическом увеличении 350000 с последующим оптическим увеличением снимка.

Рис. 1. Полученное в просвечивающем электронном микроскопе изображение сетки дислокаций на границах зёрен в тонкой молибденовой фольге, деформированной при высокотемпературном нагреве.

Рис. 7а. Полученное с помощью растрового электронного микроскопа изображение участка интегральной микросхемы.

Рис. 6. Изображение доменной структуры тонкой однородной по толщине пермаллоевой плёнки. Снято в просвечивающем электронном микроскопе при дефокусировке изображения (метод лоренцевой электронной микроскопии). Светлые и тёмные узкие полосы — границы доменов. Видна «рябь» намагниченности, возникающая вследствие малых изменений направлений векторов намагниченности (отмечены стрелками) внутри доменов.

Рис. 7б. Измеренное вдоль резистора (ось Х, точки 1—7), на который подано напряжение, распределение потенциала U (измерение локального потенциала по сдвигу энергетического спектра вторичных электронов).

Рис. 8. Изображение линий равной напряженности поля (от 25 до 150 гс через 25 гс) над зазором магнитной головки (ширина зазора 2d = 2 мкм ) для магнитной записи информации. Получено в растровом электронном микроскопе со специальной приставкой.

Рис. 4. Изображения поверхности кремниевого полупроводникового диода, полученные в стробоскопическом эмиссионном электронном микроскопе: а — напряжение на диоде отсутствует; б — на диод подано запирающее напряжение 40 в , появившаяся тёмная область — падение напряжения на р — n-переходе; в — кратковременное (менее 40 нсек ) прямое падение напряжения (широкая тёмная область) на базе диода при переключении его в состояние, при котором он «отперт».

Рис. 2. Изображение предварительно отполированной, а затем подвергнутой ионной бомбардировке поверхности монокристалла меди. Снято в растровом электронном микроскопе. Увеличение 3000.

Рис. 3. Винтовые дислокации на поверхности кристалла NaCl, подвергнутого термическому травлению при температуре 500 °С. Изображение получено методом декорирования.

(обратно)

Электронная музыка

Электро'нная му'зыка, музыка, создаваемая с помощью генераторов низкой (звуковой) частоты, электрические колебания которых записываются на магнитную ленту и воспроизводятся на магнитофоне. Одна из важных особенностей Э. м. состоит в том, что в ней отсутствует исполнитель в традиционном понимании, т. е. как необходимый посредник между композитором и слушателем. Основные операции при сочинении Э. м.— поиски и отбор звучаний, запись их на магнитную ленту, обработка (деформация, модификация, трансформация), композиционное оформление. Получаемые при воспроизведении звуки могут комбинироваться со звуками электроинструментов (музыка для которых не относится к собственно Э. м.), певческих голосов, традиционных инструментов. В Э. м. используются так называемые синусоидные тоны (отличаются от обычных музыкальных звуков отсутствием обертонов и представляют собой звуки определённой высоты, лишённые тембровой окраски), а также звуки переменной и неопределённой высоты (микротоны). Понятие Э. м. введено около 1950 немецким физиком В. Майер-Эплером. Э. м. создаётся в специальных студиях (первая такая студия организована в 1951 в Кельне по инициативе инженера Х. Эймерта, композитора К. Штокхаузена и др.; подобная студия в Москве, основанная Е. А. Мурзиным, существует с 1967). К созданию Э. м. обращались Эймерт, Штокхаузен, советские композиторы Э. В. Денисов, С. А. Губайдулина, А. Г. Шнитке, Э. Н. Артемьев и др. Э. м. применяется для создания особых звуковых эффектов в музыкальном сопровождении к фильмам, спектаклям, радиопередачам.

  Ю. Н. Холопов.

(обратно)

Электронная оптика

Электро'нная о'птика , теория формирования потоков электронов и управления ими с помощью электрических и магнитных полей, а также совокупность приборов и методов исследования, основанных на использовании таких потоков. Подробнее см. в ст. Электронная и ионная оптика .

(обратно)

Электронная промышленность

Электро'нная промы'шленность, отрасль промышленности, производящая электронные приборы (полупроводниковые, электровакуумные, пьезокварцевые приборы, изделия квантовой, криогенной и оптоэлектроники, интегральной оптики), резисторы, конденсаторы, штепсельные разъёмы и другие радиокомпоненты, специальное технологическое оборудование и аппаратуру (см. также Электроника ; одна из отраслей, определяющих научно-технический прогресс.

  Начало промышленного производства отдельных видов электронных приборов относится к 1920-м гг. Ещё в 20—30-е гг. СССР имел приоритет в области создания и промышленного выпуска новых типов электронных приборов: сверхвысокочастотных приборов, электроннолучевых трубок, фотоэлектронных умножителей и др. Бурное развитие Э. п. получила после 2-й мировой войны 1939—1945. Продукция Э. п. используется в различных областях науки и техники (космонавтика, радиофизика, кибернетика, вычислительная техника, связь, медицина и др.), при создании современных систем управления, радиотехнических устройств, приборов и средств автоматизации в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и для оборонных целей.

  В 1961 был создан Государственный комитет Совета Министров СССР по электронной технике, а в 1965 — министерство электронной промышленности СССР.

  Э. п. — отрасль, отличающаяся высоким уровнем концентрации производства, специализации и кооперирования, комплексностью развития. Крупные специализированные предприятия Э. п. выпускают широкую номенклатуру электронных изделий. Существенную роль в развитии специализации и кооперирования производства играют создание типовых параметрических рядов важнейших изделий электронной техники, разработка базовых прогрессивных конструкций и технологических процессов, комплексная стандартизация. С развитием современных направлений в электронике коренным образом изменилась технология изготовления электронных приборов. Традиционные приёмы обработки материалов вытесняются технологическими процессами, основанными на применении фотолитографии, электроннолучевой, плазменной и плазмохимической обработке, диффузии, ионной имплантации. Основная особенность применяемых в отрасли исходных материалов — их сверхвысокая чистота, т. к. наличие примесей определяет технические и эксплуатационные характеристики электронных приборов.

  Э. п. характеризуется быстрым ростом объёмов производства, расширением номенклатуры полупроводниковых (особенно интегральных схем), квантовых, криоэлектронных приборов, а также приборов, основанных на акусто- и магнитоэлектронике; быстро расширяется производство микроЭВМ, цветных кинескопов, электронных калькуляторов, в том числе программируемых, видеомагнитофонов, электронных часов, стереосистем высшего класса, СВЧ-печей и др.

  Э. п. развивается опережающими по сравнению с др. отраслями промышленности темпами. В 1966—75 объём производства увеличился в несколько раз, производительность труда — более чем в 4 раза. Основные пути совершенствования производства в Э. п. — комплексная механизация и автоматизация на основе создания высокопроизводительного оборудования и аппаратуры, автоматизированных линий, управляемых ЭВМ, и внедрения прогрессивных технологических процессов, базирующихся на передовых научно-технических достижениях.

  Производство электронной техники получило большое развитие в зарубежных социалистических странах. Интегральные микросхемы, полупроводниковые приборы, резисторы, кинескопы и др. выпускаются предприятиями ВНР, ГДР, ПНР, СРР, ЧССР, СФРЮ.

  Значительного уровня развития достигла Э. п. в капиталистических странах. Её отличает высокая степень монополизации и концентрации производства (особенно в США). Имеются также небольшие предприятия, специализирующиеся на выпуске отд. элементов приборов, измерительной аппаратуры и других электронных комплектующих устройств. Наиболее крупные фирмы США — «Фэрчайлд камера энд инструменте», «Нэшонал семикондакторс», «Рейдио корпорейшен оф Америка», «Интел», «Рокуэлл», «Тексас инструменте», «Моторола», «Мостек»; Японии — «Ниппон электрик компани», «Тосиба дэнки», «Мацусита дэнки»; ФРГ — «Сименс», «АЭГ — Телефункен»; Италии — «СГС — АТЕС»; Великобритании — «Плесси», «Инглиш электрик», «Маллард»; Франции — «Томпсон — ЦСФ», «Сескозэм» (см. также Электротехнические и электронные монополии ).

  Лит.: Опыт организации и работы хозрасчетных объединений в промышленности. [Сб. статей], Л., 1970; Экономика электронной промышленности, М., 1976.

  А. И. Шокин.

(обратно)

Электронная пушка

Электро'нная пу'шка, устройство для получения потоков (пучков) электронов в объёме, из которого удалён воздух (в вакууме). Электроны в Э. п. вылетают из катода и ускоряются электрическим полем (рис. 1 ). Испускание электронов из катода происходит главным образом в процессах термоэлектронной эмиссии , эмиссии из плазмы , автоэлектронной эмиссии (см. Туннельная эмиссия ) и фотоэлектронной эмиссии , формирование заданного распределения электронного пучка на выходе из Э. п. осуществляется подбором конфигурации и величины электрического и магнитного полей и является предметом электронной оптики (см. Электронная и ионная оптика ). Термин «Э. п.» применяют как к устройствам для формирования высокоинтенсивных электронных пучков (сильноточные Э. п.), так и к более простым совокупностям электродов для получения пучков малой интенсивности (используемых в клистронах , магнетронах , электроннолучевых приборах ); последние часто называются электронными прожекторами. Конструкции и параметры слаботочных Э. п. весьма разнообразны. Схема одной из них приведена на рис. 2 . Э. п. находят широкое применение в технике и научных исследованиях, в частности в телевизионных системах, электронных микроскопах, электроннооптических преобразователях, аппаратах для плавки и сварки металлов, возбуждения газовых лазеров и т. д. Токи электронных пучков в слаботочных Э. п. могут иметь значения в пределах от десятков мка до десятков а, а энергии электронов доходить до сотен кэв.

  В сильноточной Э. п., являющейся двухэлектродным прибором (диодом), генерируются электронные пучки с существенно большими токами — до 104 — 107 а, энергией ускоренных электронов до 10—20 Мэв и мощностью £ 1013 вт. Обычно в сильноточной Э. п. при плотностях тока ³ 1 ка/см 2 используются холодные катоды со «взрывной эмиссией». Взрывная эмиссия возникает при нагреве и взрыве микроострий на поверхности катода током автоэлектронной эмиссии (см. Туннельная эмиссия ). Ионизация паров приводит к формированию у поверхности катода плотной плазмы и увеличению средней плотности тока эмиссии в 103 —104 раз. Прикатодная плазма расширяется к аноду со скоростью v = (2—3)×106 см/сек и замыкает состоящий из катода и анода диод за время d/v (d — расстояние катод — анод), что ограничивает длительность тока пучка через диод временами ~ 10-8 — 10-6 сек.

  При малых токах и отсутствии разреженной плазмы между катодом и анодом движение электронов в сильноточной Э. п. с учётом релятивистских поправок подобно движению в слаботочной Э. п. Отличительная особенность Э. п. в режимах с большими токами состоит в сильном влиянии магнитного поля пучка на траектории электронов. Как показывает расчёт, при токе диода   (ка ) (рис. 3 , — полная энергия электронов у анода, mc2 — энергия покоя; см. Относительности теория ) собственное магнитное поле потока электронов заворачивает электроны к оси этого потока и сжимает поток к центру анода. Это сжатие пучка у анода приводит к экранировке центральной области катода пространственным зарядом пучка, вследствие чего электроны испускаются главным образом кромкой катода, что хорошо видно на рис. 3 . Эффект сжатия наиболее ярко проявляется, если пространств, заряд и его электрическое поле частично компенсируются ионами плазмы, заполняющей приосевую область диода или покрывающей поверхность анода. Плазма в диоде создаётся либо с помощью внешних источников, либо в результате нагрева анода электронным пучком. При этом на аноде плотность тока сфокусированного пучка достигает 106 —108 а/см 2 , а плотность потока энергии £ 1013 вт/см 2 . Представление о пучке в этом случае условно, т. к. поперечная скорость электронов сравнима с продольной.

  Если на аноде есть слой плотной плазмы, то ионы ускоряются электрическим полем к катоду, а ток в диоде переносится и электронами, и ионами. Теория и расчёт, подтверждаемые экспериментами, предсказывают, что в результате взаимодействия магнитного поля с электронами их ток с увеличением R/d (в отличие от ионного) перестаёт нарастать. Это открывает возможность получения в сильноточных Э. п. ионных пучков с током ³ 106 а. Эффект подавления электронных токов на периферии диода магнитными полями, называется магнитной изоляцией, используется в вакуумных передающих линиях, соединяющих источник питания с диодом Э. п. и выдерживающих без пробоя напряжённость электрического поля £ 4×106 в/см.

  Сильноточные Э. п. используются для нагрева плазмы, коллективного ускорения заряженных частиц, получения тормозного излучения и потоков нейтронов, генерации СВЧ-колебаний и лазерного излучения, в исследованиях по физике твёрдого тела.

  Лит.: Алямовский И. В., Электронные пучки и электронные пушки, М., 1966; Месяц Г. А., Генерирование мощных наносекундных импульсов, М., 1974; Смирнов В. П., Получение сильноточных пучков электронов, «Приборы и техника эксперимента», 1977, в. 2.

  В. П. Смирнов.

Рис. 1. Схема электронной пушки: 1 — катод; 2 — модулятор; 3 — первый анод; 4 — второй анод; е — траектории электронов.

Рис. 3. Схема сильноточного диода: 1 — катод; 2 — слой катодной плазмы; 3 — типичная траектория электрона в диоде, имеющая спиралеобразную форму; 4 — типичная траектория иона в диоде; 5 — слой анодной плазмы; 6 — анод.

Рис. 2. Структурная схема осесимметричной электронной пушки, используемой в клистронах (показана в разрезе).

(обратно)

Электронная спектроскопия

Электро'нная спектроскопи'я для химического анализа (ЭСХА), то же, что фотоэлектронная спектроскопия .

(обратно)

Электронная теория

Электро'нная тео'рия, классическая (неквантовая) теория электромагнитных процессов, в основе которой лежат представления о строении вещества из электрически заряженных частиц — электронов и атомных ядер (см. Лоренца — Максвелла уравнения ).

(обратно)

Электронная терапия

Электро'нная терапи'я, применение пучков ускоренных электронов с лечебными целями: один из видов лучевой терапии .

(обратно)

Электронная фотовспышка

Электро'нная фотовспы'шка, см. в ст. Лампа-вспышка .

(обратно)

Электронная фотография

Электро'нная фотогра'фия, метод воспроизведения изображения объекта на фотоэлектронной эмульсии (так называемая электронно-графическая пластинка) с помощью электронных пучков, испускаемых фотокатодом, на который проецируется световое изображение объекта. Э. ф. применяется в астрономии для изучения структуры слабых протяжённых объектов (туманностей, галактик) и их спектров, для исследований двойных звёзд, астрофотометрических измерений и др. См. также Электронная камера .

  Лит.: Курс астрофизики и звездной астрономии, под ред. А. А. Михайлова, 3 изд., т. 1, М., 1973.

(обратно)

Электронная эмиссия

Электро'нная эми'ссия, испускание электронов поверхностью твёрдого тела или жидкости. Э. э. возникает в случаях, когда под влиянием внешних воздействий часть электронов тела приобретает энергию, достаточную для преодоления потенциального барьера на границе тела, или если под действием электрического поля поверхностный потенциальный барьер становится прозрачным для части электронов, обладающих внутри тела наибольшими энергиями. Э. э. может возникать при нагревании тел (термоэлектронная эмиссия ), при бомбардировке электронами (вторичная электронная эмиссия ), ионами (ионно-электронная эмиссия ) или фотонами (фотоэлектронная эмиссия ). В определённых условиях (например, при пропускании тока через полупроводник с высокой подвижностью электронов или при приложении к нему сильного импульса электрического поля) электроны проводимости могут «нагреваться» значительно сильнее, чем кристаллическая решётка, и часть из них может покинуть тело (эмиссия горячих электронов).

  Для наблюдения Э. э. необходимо создать у поверхности тела (эмиттера) внешне ускоряющее электроны электрическое поле, которое «отсасывает» электроны от поверхности эмиттера. Если это поле достаточно велико (³ 102 в/см ), то оно уменьшает высоту потенциального барьера на границе тела и соответственно работу выхода (Шотки эффект ), в результате чего Э. э. возрастает. В сильных электрических полях (~107 в/см ) поверхностный потенциальный барьер становится очень тонким и возникает туннельное «просачивание» электронов сквозь него (туннельная эмиссия ), иногда называемое также автоэлектронной эмиссией. В результате одновременного воздействия 2 или более факторов может возникать термоавто- или фотоавтоэлектронная эмиссия. В очень сильных импульсных электрических полях (~ 5×107 в/см ) туннельная эмиссия приводит к быстрому разрушению (взрыву) микроострий на поверхности эмиттера и к образованию вблизи поверхности плотной плазмы . Взаимодействие этой плазмы с поверхностью эмиттера вызывает резкое увеличение тока Э. э. до 106 а при длительности импульсов тока в несколько десятков нсек (взрывная эмиссия). При каждом импульсе тока происходит перенос микроколичеств (~ 10-11 г ) вещества эмиттера на анод.

  Лит.: Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В., Эмиссионная электроника, М., 1966; Бугаев С. П., Воронцов-Вельяминов П. Н., Искольдский А. М., Месяц С, А., Проскуровский Д. И., Фурсей Г. Н., Явление взрывной электронной эмиссии, в сборнике: Открытия в СССР 1976 года, М., 1977.

  Т. М. Лифшиц.

(обратно)

Электронноакустический преобразователь

Электронноакусти'ческий преобразова'тель, устройство для преобразования акустических сигналов в электрические. Э. п. представляет собой электроннолучевой прибор с экраном в виде металлического диска с отверстиями, в которые впаяны тонкие остеклованные (для изоляции от диска) проволочки. Внутренняя поверхность диска отшлифована и покрыта слоем диэлектрика с большим коэффициентом вторичной эмиссии. С внешней стороны диска проволочки электрически соединены с элементами матрицы из пьезоэлектрического материала. Под действием акустической волны на элементах матрицы возникают электрические потенциалы, которые по проволочкам передаются на внутреннюю поверхность диска (экрана), при этом распределение зарядов на слое диэлектрика соответствует распределению амплитуд звукового давления в плоскости матрицы. Электронный луч, обегая поочерёдно все участки экрана (так же, как в передающей телевизионной трубке), «считывает» электронное изображение акустического поля и преобразует его в последовательность электрических сигналов.

  Э. п. используют в устройствах ультразвуковой дефектоскопии и подводного звуковидения, в приборах медицинской диагностики, как быстродействующие электронные коммутаторы и т. д.

  Лит.: Грасюк Д. С. [и др.], Ультразвуковой интроскоп с новым электронно-акустическим преобразователем «У-55», «Акустический журнал», 1965, т. 11, в. 4; Прохоров В. Г., Семенов С. П., О построении систем акустической голографии, в сборнике: Современное состояние и перспективы развития голографии, Л., 1974.

  В. Д. Свет.

(обратно)

Электронно-дырочная жидкость

Электро'нно-ды'рочная жи'дкость, конденсированное состояние неравновесной электронно-дырочной плазмы в полупроводниках (см. Плазма твёрдых тел ). Э.-д. ж. образуется, когда концентрация электронов и дырок (свободных или связанных в экситоны ) превышает некоторое, зависящее от температуры критическое значение n kp . Эта концентрация легко достигается с помощью инжекции носителей, освещения полупроводника и т. п. При достижении n kp система неравновесных носителей тока претерпевает фазовый переход, подобный переходу газ — жидкость, в результате которого она расслаивается на две фазы: капли относительно плотной Э.-д. ж., окруженные газом экситонов, и свободных носителей. При этом плотность и кристаллическая структура полупроводника практически не затрагиваются. В отличие от обычных жидкостей, в Э.-д. ж. отсутствуют тяжёлые частицы (ионы, атомные ядра). Поэтому Э.-д. ж. обладает сильно выраженными квантовыми свойствами: она не может кристаллизоваться, а остаётся жидкостью вплоть до самых низких температур (см. Квантовая жидкость ); она не может быть жидкостью молекулярного типа, т. е. состоять из экситонов или экситонных молекул, а состоит из квазисвободных электронов и дырок, т. е. подобна жидкому металлу .

  Кулоновское взаимодействие, связывающее частицы в Э.-д. ж., ослаблено диэлектрической проницаемостью кристалла. Поэтому по сравнению с обычными жидкостями энергии связи частиц E 0 и их концентрации по в Э.-д. ж. весьма малы (E 0 ~ 10-2 — 10-1 эв, п 0 ~ 1017 — 1019 см -3 ). Область температур Т, при которых возможно существование Э.-д. ж., по порядку величины определяется соотношением: Т ³ (0,1 E 0 /к ) ~ 10—100 К (к — Больцмана постоянная ).

  Диаметр капель обычно ~ 1—10 мкм, однако удаётся наблюдать капли с диаметрами до 1 мм. Капли можно ускорять до скоростей порядка скорости звука в кристалле, т. е. это подвижные области высокой металлической проводимости внутри практически не проводящего (при низких Т) кристалла. Э.-д. ж. можно рассматривать как устойчивые макроскопические «сгустки» введённой в кристалл энергии возбуждения. Эта энергия выделяется в процессе рекомбинации электронов и дырок частично в виде электромагнитного излучения (излучательные переходы), так что Э.-д. ж. являются интенсивными источниками света. Э.-д. ж. наиболее полно изучена в Ge и Si, однако есть указания на её существование и в других полупроводниках.

  Лит. см. при ст. Экситон .

  Л. В. Келдыш.

(обратно)

Электронно-дырочный переход

Электро'нно-ды'рочный перехо'д (p — n -переход), область полупроводника, в которой имеет место пространственное изменение типа проводимости (от электронной n к дырочной p ). Поскольку в р -области Э.-д. п. концентрация дырок гораздо выше, чем в n -области, дырки из n -области стремятся диффундировать в электронную область. Электроны диффундируют в р -область. Однако после ухода дырок в n -области остаются отрицательно заряженные акцепторные атомы, а после ухода электронов в n -области — положительно заряженные донорные атомы. Т. к. акцепторные и донорные атомы неподвижны, то в области Э.-л. п. образуется двойной слой пространственного заряда — отрицательные заряды в р -области и положительные заряды в n -области (рис. 1 ). Возникающее при этом контактное электрическое поле по величине и направлению таково, что оно противодействует диффузии свободных носителей тока через Э.-д. п.; в условиях теплового равновесия при отсутствии внешнего электрического напряжения полный ток через Э.-д. п. равен нулю. Т. о., в Э.-д. п. существует динамическое равновесие, при котором небольшой ток, создаваемый неосновными носителями (электронами в р -области и дырками в n -области), течёт к Э.-д. п. и проходит через него под действием контактного поля, а равный по величине ток, создаваемый диффузией основных носителей (электронами в n -области и дырками в р -области), протекает через Э.-д. п. в обратном направлении. При этом основным носителям приходится преодолевать контактное поле (потенциальный барьер ). Разность потенциалов, возникающая между p- и n -областями из-за наличия контактного поля (контактная разность потенциалов или высота потенциального барьера), обычно составляет десятые доли вольта.

  Внешнее электрическое поле изменяет высоту потенциального барьера и нарушает равновесие потоков носителей тока через него. Если положит. потенциал приложен к р -области, то внешнее поле направлено против контактного, т. е. потенциальный барьер понижается (прямое смещение). В этом случае с ростом приложенного напряжения экспоненциально возрастает число основных носителей, способных преодолеть потенциальный барьер. Концентрация неосновных носителей по обе стороны Э.-д. п. увеличивается (инжекция неосновных носителей), одновременно в р- и n -области через контакты входят равные количества основных носителей, вызывающих нейтрализацию зарядов инжектированных носителей. В результате возрастает скорость рекомбинации и появляется отличный от нуля ток через Э.-д. п. При повышении приложенного напряжения этот ток экспоненциально возрастает. Наоборот, приложение положит, потенциала к и-области (обратное смещение) приводит к повышению потенциального барьера. При этом диффузия основных носителей через Э.-д. п. становится пренебрежимо малой.

  В то же время потоки неосновных носителей не изменяются, поскольку для них барьера не существует. Потоки неосновных носителей определяются скоростью тепловой генерации электронно-дырочных пар. Эти пары диффундируют к барьеру и разделяются его полем, в результате чего через Э.-д. п. течёт ток I s (ток насыщения), который обычно мал и почти не зависит от приложенного напряжения. Т. о., зависимость тока 1 через Э.-д. п. от приложенного напряжения U (вольтамперная характеристика) обладает резко выраженной нелинейностью (рис. 2 ). При изменении знака напряжения ток через Э.-д. п. может меняться в 105 —106 раз. Благодаря этому Э.-д. п. является вентильным устройством, пригодным для выпрямления переменных токов (см. Полупроводниковый диод ). Зависимость сопротивления Э.-д. п. от U позволяет использовать Э.-д. п. в качестве регулируемого сопротивления (варистора ).

  При подаче на Э.-д. п. достаточно высокого обратного смещения U = U пр возникает электрический пробой, при котором протекает большой обратный ток (рис. 2 ). Различают лавинный пробой, когда на длине свободного пробега в области объёмного заряда носитель приобретает энергию, достаточную для ионизации кристаллической решётки, туннельный (зинеровский) пробой, возникающий при туннелировании носителей сквозь барьер (см. Туннельный эффект ), и тепловой пробой, связанный с недостаточностью теплоотвода от Э.-д. п., работающего в режиме больших токов.

  От приложенного напряжения зависит не только проводимость, но и ёмкость Э.-д. п. Действительно, повышение потенциального барьера при обратном смещении означает увеличение разности потенциалов между п- и р- областями полупроводника и, отсюда, увеличение их объёмных зарядов. Поскольку объёмные заряды являются неподвижными и связанными с кристаллической решёткой ионами доноров и акцепторов, увеличение объёмного заряда может быть обусловлено только расширением его области и, следовательно, уменьшением ёмкости Э.-д. п. При прямом смещении к ёмкости слоя объёмного заряда (называется также зарядной ёмкостью) добавляется т. н. диффузионная ёмкость, обусловленная тем, что увеличение напряжения на Э.-д. п. приводит к увеличению концентрации неосновных носителей, т. е. к изменению заряда. Зависимость ёмкости от приложенного напряжения позволяет использовать Э.-д. п. в качестве варактора — прибора, ёмкостью которого можно управлять, меняя напряжение смещения (см. Параметрический полупроводниковый диод ).

  Помимо использования нелинейности вольтамперной характеристики и зависимости ёмкости от напряжения, Э.-д. п. находит многообразные применения, основанные на зависимости контактной разности потенциалов и тока насыщения от концентрации неосновных носителей. Их концентрация существенно изменяется при различных внешних воздействиях — тепловых, механических, оптических и др. На этом основаны различного рода датчики: температуры, давления, ионизирующих излучений и т. д. Э.-д. п. используется также для преобразования световой энергии в электрическую (см. Солнечная батарея ).

  Э.-д. п. являются основой разного рода полупроводниковых диодов, а также входят в качестве составных элементов в более сложные полупроводниковые приборы — транзисторы , тиристоры и т. д. Инжекция и последующая рекомбинация неосновных носителей в Э.-д. п. используются в светоизлучающих диодах и инжекционных лазерах .

  Э.-д. п. может быть создан различными путями: 1) в объёме одного и того же полупроводникового материала, легированного в одной части донорной примесью (р -область), а в другой — акцепторной (n -область); 2) на границе двух различных полупроводников с разными типами проводимости (см. Полупроводниковый гетеропереход ); 3) вблизи контакта полупроводника с металлом , если ширина запрещенной зоны полупроводника меньше разности работ выхода полупроводника и металла; 4) приложением к поверхности полупроводника с электронной (дырочной) проводимостью достаточно большого отрицательного (положительного) потенциала, под действием которого у поверхности образуется область с дырочной (электронной) проводимостью (инверсный слой).

  Если Э.-д. п. получают вплавлением примесей в монокристаллический полупроводник (например, акцепторной примеси в кристалл с проводимостью n -типа), то переход от n- к р -области происходит скачком (резкий Э.-д. п.). Если используется диффузия примесей, то образуется плавный Э.-д. п. Плавные Э.-д. п. можно получать также выращиванием монокристалла из расплава, в котором постепенно изменяют содержание и характер примесей. Получил распространение метод ионного внедрения примесных атомов, позволяющий создавать Э.-д. п. заданного профиля.

  Лит.: Стильбанс Л. С., Физика полупроводников, М., 1967; Пикус Г. Е., Основы теории полупроводниковых приборов, М., 1965; Федотов Я. А., Основы физики полупроводниковых приборов, 2 изд., М., 1970; СВЧ-полупроводниковые приборы и их применение, пер. с англ., М., 1972; Бонч-Бруевич В. Л., Калашников С. Г., Физика полупроводников, М., 1977.

  Э. М. Эпштейн.

Рис. 1. Схема p-n -перехода: чёрные кружки — электроны; светлые кружки — дырки.

Рис. 2. Вольтамперная характеристика р — n-перехода: U — приложенное напряжение; I - ток через переход; Is — ток насыщения; Unp — напряжение пробоя.

(обратно)

Электронное зеркало

Электро'нное зе'ркало, электрическая или магнитная система, отражающая пучки электронов и предназначенная либо для получения с помощью таких пучков электроннооптических изображений, либо для изменения направления движения электронов. В значительной своей части Э. з. — системы, симметричные относительно некоторой оси (см. Электронная и ионная оптика ). Электростатические осесимметричные Э. з. (рис. 1 ) используют для создания правильных электроннооптических изображений объектов. Если последний электрод такого Э. з. сплошной и электроны меняют направление движения непосредственно вблизи его поверхности, то можно получить увеличенное изображение микрорельефа этой поверхности. В зеркальном электронном микроскопе используется именно это свойство Э. з. Цилиндрические Э. з. с «двухмерным» (оно не зависит от координаты х ) электрическим (рис. 2 ) или магнитным полем применяют для изменения направления электронных пучков, причем для электронов, движущихся в средней плоскости зеркала, угол падения равен углу отражения, подобно тому как это имеет место при отражении луча света от оптического зеркала. Т. н. трансаксиальные Э. з. (рис. 3 , 4 ) отличаются малыми аберрациями (погрешностями изображений) в направлении, параллельном средней плоскости Э. з.

  Лит.: Глазер В., Основы электронной оптики, пер. с нем., М., 1957; Кельман В. М., Явор С. Я., Электронная оптика, 3 изд., Л., 1968.

  В. М. Кельман, И. В. Родникова.

Рис. 3. Электростатическое трансаксиальное электронное зеркало: 1 и 2 — электроды, находящиеся под потенциалами V1 и V2; R — радиус кривизны зазора между электродами; плоскость xz совмещена со средней плоскостью зеркала.

Рис. 4. Отражение пучка электронов в средней плоскости трансаксиального электростатического электронного зеркала. Сплошными кривыми показаны сечения эквипотенциальных поверхностей средней плоскостью зеркала; пунктирная кривая - эффективная поверхность отражения электронного зеркала, соответствующая поверхности отражения его светооптического аналога - зеркала З.

Рис. 1. Осесимметричные двухэлектродные электронные зеркала: V1 и V2 - потенциалы электродов; тонкие линии - сечения эквипотенциальных поверхностей плоскостью рисунка; линии со стрелками - траектории электронов с разной энергией. Зеркала а и б всегда рассеивающие; зеркала в, г и д могут быть как рассеивающими, так и собирающими.

Рис. 2. Электростатическое цилиндрическое электронное зеркало: 1 и 2 — электроды, потенциалы которых соответственно V1 и V2. Название «цилиндрический» применительно к электроннооптическим системам отражает то обстоятельство, что в качестве электронных линз они могут действовать на электронный пучок так же, как цилиндрическая светооптическая линза — на световой пучок.

(обратно)

Электронное копирование

Электро'нное копи'рование, электронно-искровое, электроискровое, процесс копирования документов, основанный на использовании теплового действия электрического (искрового) разряда. Э. к. применяют преимущественно при изготовлении ротаторных (трафаретных) и реже офсетных печатных форм для оперативной полиграфии . Э. к. осуществляется в электронно-искровых копировальных аппаратах (рис. ). В аппарате листовой оригинал (черно-белый или цветной, выполненный карандашом, тушью, машинописным или типографским способом) и заготовку для печатной формы — пластикатную электропроводную плёнку — закрепляют на роторе (металлическом цилиндре). При вращении ротора, и равномерном перемещении оптической головки участки оригинала поочерёдно проходят под оптической головкой, в которой размещаются осветитель и фотоэлемент . Луч света, формируемый осветителем, отражается от поверхности оригинала (при этом интенсивность светового потока меняется в зависимости от отражательной способности участка, над которым проходит головка) и попадает на фотоэлемент, где световой поток преобразуется в электрический сигнал, который после усиления поступает на игольчатый электрод, перемещающийся синхронно с оптической головкой. Между электродом и поверхностью ротора возникает искровой разряд, прожигающий в заготовке отверстия в местах, соответствующих тёмным участкам изображения оригинала. Процесс изготовления копии длится 5—10 мин. Разрешающая способность электронно-искровых копировальных аппаратов 60—240 линий на 1 мм.

  Лит.: Алферов А. В., Резник И. С., Шорин В. Г., Оргатехника, М., 1973.

  А. В. Алферов.

Рис. к ст. Электронное копирование.

Электронно-искровой копировальный аппарат «ЭЛИКА» (СССР): схема устройства (вверху) и внешний вид (внизу).

(обратно)

Электроннолучевая обработка

Электроннолучева'я обрабо'тка, см. в ст. Электрофизические и электрохимические методы обработки .

(обратно)

Электроннолучевая печь

Электроннолучева'я печь, разновидность электрической печи , в которой электрическая энергия преобразуется в тепловую непосредственно в расплавляемом металле в результате соударения с ним электронов, вылетающих из электронной пушки . Электроны разгоняются электрическим полем высокого напряжения (10— 35 Кб) в условиях низкого давления (ниже 10 мн/м 2 ). Э. п., применяемые в металлургии чистых металлов и сплавов, состоят из следующих узлов и систем (рис. ): излучатель электронов (электронная пушка) с катодом, ускоряющим анодом и магнитной фокусирующей системой; плавильная камера со шлюзовыми устройствами и кристаллизатором (изложницей или тиглем) для металла; вакуумная система; механизмы перемещения переплавляемого металла; блок электропитания с системой автоматического регулирования. Переплавляемый металл подаётся в Э. п. (через вакуумный затвор) в виде так называемого расходуемого электрода, слитка, монокристалла, порошка и т. д. Расплавленный металл стекает каплями либо в водоохлаждаемый кристаллизатор — изложницу (при наплавлении слитка) или тигель (при плавке в гарнисаже с целью получения фасонных отливок и при выращивании монокристаллов),— либо в холодные водоохлаждаемые подовые ёмкости (при рафинировании жидкого металла). В промышленности работают Э. п. мощностью более 1 Мвт для переплава слитков стали диаметром до 1000 мм, жаропрочных сплавов — до 500 мм, тугоплавких металлов — до 280 мм. Электрический кпд Э. п. 0,6—0,8. Удельный расход электроэнергии 1—2 для стали, 10—15 для ниобия, тантала, молибдена и 20—40 квт ·ч/кг для вольфрама. Проектируют (1978) Э. п. мощностью до 7,2 Мвт для переплава стальных слитков диаметром до 2000 мм (с холодным подом).

  Лит.: Электронные плавильные печи, М., 1971; Егоров А. В., Моржин А. Ф., Электрические печи, М., 1975.

  А. В. Егоров, А. Ф. Моржин.

Схемы конструкций электроннолучевых печей: а—д, ж — с электростатическими электронными пушками; е — с магнетронной электронной пушкой; ЭП — электронная пушка; КК — кольцевой катод; ЛК — линейный катод; СК (ДК) — спиральный (или дисковый) катод; А — ускоряющий анод; МФС — магнитная фокусирующая система; МОС — магнитная отклоняющая система; РЭ — расходуемый электрод; Ш — сыпучая шихта; М — монокристалл; Сл — слиток; Кр — кристаллизатор; ГТ — гарнисажный тигель; Т — тигель; Ф — литейная форма; ХП — холодный под; ВС — вакуумная система.

(обратно)

Электроннолучевая плавка

Электроннолучева'я пла'вка, плавка в электроннолучевой печи , происходящая при высокой температуре и глубоком вакууме, что обеспечивает протекание многих реакций рафинирования, невозможных в иных условиях (например, при вакуумной дуговой плавке и индукционной плавке в тиглях из тугоплавких окислов). Применяется для получения особо чистых тугоплавких металлов и сплавов, крупных слитков из стали и сплавов для деталей ответственного назначения и в других случаях. Основные достоинства Э. п.: регулирование в широких пределах скорости наплавления, определяющей благоприятную для последующей обработки макроструктуру слитка; возможность высокого перегрева металлов, позволяющего в сочетании с глубоким вакуумом удалить вредные примеси (например, цветные металлы); глубокая дегазация металла в вакууме; отсутствие контакта жидкого металла с загрязняющей его футеровкой; переплав практически любой шихты и возобновление процесса плавки после случайного перерыва без ухудшения качества слитка. При получении слитков большой массы (нескольких десятков т ) важное достоинство процесса — возможность переплава сравнительно небольших заготовок, попеременно подаваемых в зону плавления. Жидкий металл поступает в кристаллизатор либо непосредственное переплавляемой заготовки, либо из промежуточной ёмкости, где он дополнительно рафинируется. В результате Э. п. в 2—4 раза снижается содержание газовых примесей и неметаллических включений, повышаются плотность металла, изотропность его свойств. Ответственные изделия, например роторы мощных паровых турбин, изготовленные из металла, выплавленного в электроннолучевой печи, обладают вдвое более высоким сопротивлением хрупкому разрушению по сравнению с ротором из стали, выплавленной, например, в обычной дуговой печи, и, следовательно, более надёжны.

  Лит.: Введение в технологию электроннолучевых процессов, пер. с англ., [М.], 1965.

  Я. М. Васильев.

(обратно)

Электроннолучевая сварка

Электроннолучева'я сва'рка, см. в ст. Сварка .

(обратно)

Электроннолучевая трубка

Электроннолучева'я тру'бка (ЭЛТ), обобщённое название ряда электроннолучевых приборов , предназначенных для различного рода преобразований электрических или световых сигналов. ЭЛТ, служащие для преобразования электрических сигналов в видимые изображения, в зависимости от их функционального назначения делятся на приёмные телевизионные трубки (кинескопы ); осциллографические электроннолучевые трубки ; знакопечатающие электроннолучевые трубки ; индикаторные трубки, используемые в радиолокационных станциях (см. Индикатор ); отображения информации устройства (в том числе трубки с памятью — потенциалоскопы ) и др. Преобразование световых изображений в телевизионные сигналы осуществляется передающими телевизионными трубками . Существуют ЭЛТ, в которых как входные, так и выходные сигналы представлены в форме электрических сигналов; в таких ЭЛТ выходные сигналы отражают тот или иной вид преобразования, производимого над входными: математическую обработку, задержку во времени, изменение порядка следования или частотного спектра и т. д.

  Лит.: Жигарев А. А., Электронная оптика и электроннолучевые приборы, М., 1972.

  В. Л. Герус.

(обратно)

Электроннолучевой переключатель

Электроннолучево'й переключа'тель, электроннолучевой коммутатор, электроннолучевой прибор , служащий для безынерционного переключения слаботочных электрических цепей. Основан на управлении положением электронного луча (пучка электронов), который может в заданной последовательности направляться на изолированные друг от друга электроды — ламели, подключенные к внешним цепям. Ток электронного луча может при этом управляться внешним сигналом. Большого распространения не получил. В некоторых случаях функции Э. п. успешно выполняются трохотроном .

(обратно)

Электроннолучевые приборы

Электроннолучевы'е прибо'ры (ЭЛП), класс электровакуумных электронных приборов , предназначенных для различного рода преобразований информации, представленной в форме электрических или световых сигналов; отличительная особенность таких приборов — использование потока электронов, сконцентрированных (сфокусированных) в узкий пучок (электронный луч), управляемый как по интенсивности, так и по положению в пространстве. В простейшем случае (рис. 1 ) пучок формируется электронной пушкой ; управляется по интенсивности изменением потенциала управляющего электрода (модулятора); отклоняется в двух взаимноперпендикулярных направлениях с помощью поперечных по отношению к оси ЭЛП электрических или магнитных полей, создаваемых отклоняющими пластинами или внешними по отношению к ЭЛП магнитными катушками; направляется в ту или иную точку двумерной мишени. Взаимодействие пучка с мишенью обеспечивает преобразование сигналов в зависимости от свойств и структуры мишени.

  Если мишень ЭЛП представляет собой люминесцентный экран, изготовленный из люминофоров (светящихся при бомбардировке их электронами), то такой ЭЛП способен преобразовывать временные последовательности электрических сигналов в двумерное распределение яркости свечения экрана, т. е. визуализировать электрические сигналы. Возможны 2 способа такой визуализации. При 1-м способе отображаемые электрические сигналы поступают на отклоняющие пластины или катушки и управляют положением пучка на экране; в результате на экране создаётся графическое изображение сигналов. Например, если к горизонтально отклоняющим пластинам приложить линейно изменяющееся напряжение, отклоняющее луч в горизонтальном направлении с постоянной скоростью, а на пластины вертикального отклонения подать изучаемый переменный электрический сигнал, то на экране вычерчивается осциллограмма этого сигнала в прямоугольной системе координат. ЭЛП, предназначенные для реализации такого режима, называются осциллографическими электроннолучевыми трубками . Если управлять положением луча одновременно по двум направлениям (горизонтальному и вертикальному) специально сформированными сигналами, то можно получать на экране чертежи, цифры, буквы и иные символы, несущие соответствующую информацию. Такие ЭЛП используются, в частности, в отображения информации устройствах . Разновидность ЭЛП для отображения знаков — знакопечатающие электроннолучевые трубки . При 2-м способе электронный луч перемещается по поверхности экрана по определённому закону; в процессе отклонения (развёртки ) входной сигнал поступает на управляющий электрод, изменяет интенсивность луча и, следовательно, яркость свечения различных точек экрана, создавая на нём полутоновое изображение, соответствующее последовательности электрических сигналов. На этом принципе основано действие таких ЭЛП, как кинескоп (преобразует телевизионный сигнал в телевизионное изображение), индикаторная электроннолучевая трубка (применяется, например, для создания радиолокационного изображения).

  Если в качестве мишени использовать светочувствительный слой, изменяющий свои электрические свойства (например, электропроводность) под действием света, то ЭЛП с такими мишенями способны осуществлять обратное преобразование двумерного оптического изображения в последовательность телевизионных сигналов. При проецировании на такую мишень передаваемого изображения происходят локальные изменения потенциала поверхности слоя, что приводит к изменению тока, протекающего через слой, в процессе сканирования мишени электронным лучом постоянной интенсивности по принятому в телевидении закону развёртки. Эти изменения тока во времени и представляют собой телевизионный сигнал. ЭЛП, предназначенные для такого преобразования, называются передающими телевизионными трубками .

  Существуют ЭЛП, в которых управляемый по интенсивности входным сигналом пучок изменяет какое-либо оптическое свойство мишени, что в процессе отклонения луча приводит к локальным изменениям (модуляции) светового потока от интенсивного внешнего источника света, равномерно освещающего поверхность мишени (рис. 2 ). Промодулированный световой поток создаёт оптическое изображение, проецируемое с помощью объектива на большой экран (см., например, Проекционное телевидение ). Такие ЭЛП называются светоклапанными; в них для модуляции света посредством воздействия электронов на вещество используют эффекты окрашивания некоторых кристаллов (см. Скиатрон ), деформацию масляных, термопластических или иных плёнок, электрооптические эффекты в кристаллах и др.

  Существуют ЭЛП с мишенями, представляющими собой диэлектрический слой на электропроводящей подложке. С помощью электронного луча на такой мишени можно накапливать электрические заряды. Последовательность входных электрических сигналов преобразуется в процессе развёртки в зарядный (потенциальный) рельеф на мишени, который сохраняется в течение необходимого промежутка времени. Этот процесс называется записью сигналов. Закодированная таким способом информация может быть снова воспроизведена в форме выходных электрических сигналов при повторном сканировании мишени тем же или другим электронным лучом. Этот обратный процесс называется считыванием. Изменение скорости развёртки при считывании по отношению к скорости при записи позволяет изменить частотный спектр выходных сигналов по сравнению с входными при передаче информации по узкополосным каналам связи . Изменением закона развёртки при считывании можно изменять порядок следования сигналов, что важно, например, при преобразовании радиолокационного сигнала в телевизионный. Многократное накопление перед считыванием периодических сигналов, сопровождаемых случайными сигналами (помехами), позволяет увеличить отношение полезного сигнала к помехе. ЭЛП с такими мишенями позволяют также напоминать сигналы и воспроизводить их с задержкой во времени, сравнивать их с последующими сигналами или многократно воспроизводить однократно записанный сигнал. ЭЛП с диэлектрическими мишенями получили название запоминающих электроннолучевых трубок . Возможно сочетание диэлектрических мишеней с люминесцентным экраном в одном ЭЛП для создания запоминаемого видимого изображения (см. Потенциалоскоп ). Такие ЭЛП используются для осциллографирования однократных процессов, создания яркого немерцающего изображения и других целей.

  Особую группу составляют ЭЛП для мгновенного преобразования электрических сигналов с помощью металлических мишеней различной структуры. В принадлежащих к этой группе т. н. функциональных ЭЛП плоская мишень имеет множество отверстий, расположенных таким образом, что прозрачность мишени является заданной функцией z = f (x, у ) координат х и у мишени. При подаче на обе пары отклоняющих пластин двух независимых электрических сигналов Ux и Uy , под действием которых луч отклоняется на мишени в точку с координатами х и у, в цепи расположенного за мишенью коллектора прошедших сквозь мишень электронов регистрируется выходной сигнал z. Каждый тип функциональных ЭЛП предназначен для реализации какой-либо одной функциональной зависимости (например, ; , z = arctg y/x и др.). Возможно последовательное соединение нескольких функциональных ЭЛП. С помощью металлической мишени с расположенными по особому закону прямоугольными отверстиями можно преобразовывать аналоговый сигнал в дискретный в форме последовательной или параллельной серии импульсов двоичного кода. ЭЛП с такими мишенями называются кодирующими (см. Кодирующее устройство ). Если мишень разделить на ряд изолированных друг от друга секторов, то ЭЛП с такой мишенью можно использовать в качестве коммутатора слаботочных электрических цепей (см. Электроннолучевой переключатель ).

  В зависимости от назначения и принципа действия ЭЛП могут иметь не одну, а несколько электронных пушек и отличаться от простейших значительной конструктивной сложностью при сохранении, однако, основного принципа — взаимодействия управляемых электронных потоков с мишенями.

  Лит.: Шерстнев Л, Г., Электронная оптика и электроннолучевые приборы, М., 1971; Жигарев А. А., Электронная оптика и электроннолучевые приборы, М., 1972; Денбновецкий С. В., Семенов Г. Ф., Запоминающие электроннолучевые трубки в устройствах обработки информации, М., 1973.

  В. Л. Герус.

Рис. 2. Схематическое изображение светоклапанного электроннолучевого прибора: 1 - электронный луч; 2 - источник света с оптической системой; 3 - электронная пушка; 4 - отклоняющие катушки; 5 - мишень; 6 - объектив; 7 - проекционный экран.

Рис. 1. Схема простейшего электроннолучевого прибора: 1 — электронный луч (пучок электронов); 2 — электронная пушка; 3 — отклоняющие пластины; 4 — мишень; 5 — вакуумплотная оболочка; К — катод (источник электронов); М — управляющий электрод (модулятор).

(обратно)

Электроннооптический преобразователь

Электронноопти'ческий преобразова'тель (ЭОП), вакуумный фотоэлектронный прибор для преобразования невидимого глазом изображения объекта (в инфракрасных, ультрафиолетовых и рентгеновских лучах) в видимое либо для увеличения (усиления) яркости видимого изображения. В основе действия ЭОП лежит преобразование оптического или рентгеновского изображения в электронное, осуществляемое с помощью фотокатода , и затем электронного изображения в световое (видимое), получаемое на катодолюминесцептном экране (см. Катодолюминесценция , Люминофоры ). В ЭОП (см. рис. ) изображение объекта проецируется (с помощью объектива) на фотокатод (при использовании рентгеновских лучей теневое изображение объекта проецируется на фотокатод непосредственно). Излучение от объекта вызывает фотоэлектронную эмиссию с поверхности фотокатода, причём величина эмиссии с различных участков последнего изменяется в соответствии с распределением яркости спроецированного на него изображения. Фотоэлектроны ускоряются электрическим полем на участке между фотокатодом и экраном, фокусируются с помощью электрического или (и) магнитного поля (образующего электронную линзу ) и бомбардируют экран, вызывая его люминесценцию . Интенсивность свечения отдельных точек экрана зависит от плотности потока фотоэлектронов, вследствие чего на экране возникает видимое изображение объекта. Различают ЭОП одно- и многокамерные (каскадные); последние представляют собой такое последовательное соединение двух или более однокамерных ЭОП, при котором световой поток с экрана первого ЭОП (каскада) направляется на фотокатод второго и т. д.

  Основные характеристики ЭОП: 1) интегральная чувствительность (ИЧ) — отношение фототока к интенсивности падающего на фотокатод излучения; определяется главным образом свойствами используемого в ЭОП фотокатода; например, у ЭОП с кислородно-серебряно-цезиевым фотокатодом, применяемого для преобразования изображения в инфракрасных лучах (с длиной волн 0,78—1,5 мкм ), ИЧ достигает 70 мка/лм; многощелочной фотокатод (состоит из соединений Sb с Cs и Sb с К и Na), используемый в ЭОП для усиления яркости видимого изображения, обеспечивает ИЧ до 106 мка/лм; 2) разрешающая способность, определяемая максимальным количеством раздельно видимых штрихов изображения на участке экрана длиной 1 мм; лежит в пределах 25—60 и более штрихов на 1 мм; 3) коэффициент преобразования — отношение излучаемого экраном светового потока к лучистому потоку, падающему от объекта на фотокатод; у однокамерных ЭОП составляет несколько тыс., у каскадных — 106 и более.

  Основные недостатки каскадных ЭОП — малая разрешающая способность и сравнительно высокий темновой фон, приводящие к ухудшению качества изображения. Последний недостаток устранён в ЭОП с микроканальным усилителем, предложенным в 1940 советским инженером И. Ф. Песьяцким. В ЭОП этого типа на пути фотоэлектронов располагается стеклянная пластина, пронизанная множеством каналов диаметром 15—25 мкм; внутренние стенки каналов покрыты материалом с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии . К пластине прикладывают напряжение в несколько кв, под действием которого попавшие в каналы фотоэлектроны ускоряются до энергий, достаточных для возникновения вторичной электронной эмиссии из стенок каналов, что позволяет усилить первичный электронный поток в 105 — 106 раз. Электроны из каждого канала попадают в соответствующую точку экрана, формируя видимое изображение. В микроканальных ЭОП отпадает необходимость применения электронной фокусировки.

  Большой вклад в разработку ЭОП различных типов внесли советские учёные П. В. Тимофеев , В. В. Сорокина, М. М. Бутслов и др.

  И. Ф. Усольцев.

  ЭОП применяются в инфракрасной технике , спектроскопии , медицине, микробиологии, кинотехнике , ядерной физике и других областях науки и техники. В конце 40-х гг. с помощью инфракрасного ЭОП с длинноволновой границей чувствительности 1,1 мкм были сфотографированы спектр ночного неба и невидимая область центральной части нашей Галактики, что стимулировало широкое использование ЭОП в астрономии.

  Современные многокамерные ЭОП позволяют регистрировать на фотоэмульсии световые вспышки (сцинтилляции ) от одного электрона, испускаемого входным фото-катодом. Но наряду с этим при наблюдениях слабых (слабоизлучающих или слабоосвещённых) небесных объектов возможно накопление сигналов о таких вспышках в памяти ЭВМ. Существуют спектральные приборы, работающие на этом принципе, которые одновременно регистрируют около тысячи элементов спектра небесного светила и столько же элементов спектров сравнения; способность к накоплению информации практически ограничивается объёмом памяти ЭВМ. Такие приборы обеспечивают существенный выигрыш при наблюдении слабых объектов на фоне свечения ночного неба.

  Этот выигрыш пропорционален , где h — квантовый выход приёмника (отношение числа фотоэлектронов к числу падающих квантов), t — время накопления. Посредством таких приборов может быть осуществлено суммирование изображений, получаемых с помощью нескольких телескопов.

  В некоторых типах ЭОП изображение регистрируется матрицей из электроночувствительных элементов (в количестве 10—100), установленной вместо люминесцентного экрана.

  П. В. Щеглов.

  Лит.: Зайдель И. Н., Куренков Г. И., Электронно-оптические преобразователи, М., 1970; Козелкин В. В., Усольцев И. Ф., Основы инфракрасной техники, 2 изд., М., 1974; Курс астрофизики и звездной астрономии, под ред. А. А. Михайлова, 3 изд., т. 1, М., 1973; Щеглов П. В., Электронная телескопия, М., 1963.

Структурная схема электроннооптического преобразователя: А — объект наблюдения; О — объектив; Ф — фотокатод; ФЭ — фокусирующий электрод; Э — люминесцентный экран; К — стеклянный или керамический корпус; стрелками показан ход лучей вне (оптических) и внутри (электронных) прибора.

(обратно)

Электронносветовой индикатор

Электронносветово'й индика'тор, визуальный индикатор точной настройки лампового радиоприёмника на волну принимаемой радиостанции, установки уровня записи в ламповом магнитофоне, установки «нуля» в измерительной радиоаппаратуре; представляет собой комбинированную электронную лампу, в баллоне которой совмещены индикаторное устройство и усилительная лампа (обычно триод ). Индикаторное устройство содержит следующие элементы: люминесцентный низковольтный экран с люминофором , нанесённым либо на металлическую подложку, либо на прозрачную проводящую плёнку на стекле баллона Э. и.; электроды для формирования пучка электронов, испускаемых катодом (общим с усилительной лампой); отклоняющие (управляющие) электроды. Индицируемый сигнал после выпрямления подаётся на управляющую сетку усилительной лампы. От его величины зависит ток в анодной цепи, который, в свою очередь, определяет соотношения потенциалов анода, отклоняющих электродов (соединённых с анодом внутри баллона Э. и.) и экрана (соединённого с анодом через нагрузочный резистор сопротивлением 1—2 Мом ). Управляющие электроды так отклоняют электронный пучок, что, падая на экран, он высвечивает на нём две полосы, разделённые тёмным участком. Обычно режим работы Э. и. выбирают таким, что максимальному сигналу соответствует максимальное сближение светлых полос.

  М. С. Кауфман

(обратно)

Электронные линзы

Электро'нные ли'нзы, устройства, предназначенные для формирования пучков электронов, их фокусировки и получения с их помощью электроннооптических изображений объектов и деталей объектов (см. Электронная и ионная оптика , Электронный микроскоп ). Устройства, с использованием которых совершают такие же операции над пучками ионов, называются ионными линзами. В Э. л. и ионных линзах воздействие на электронные (ионные) пучки осуществляется электрическими или магнитными полями; эти линзы называются соответственно электростатическими или магнитными. Э. л. классифицируют по виду симметрии их поля и по его другим характерным признакам. Терминология, применяемая для характеристики Э. л., в ряде случаев заимствована из классической оптики световых лучей, что объясняется глубокой аналогией между последней и электронной (ионной) оптикой, а также соображениями наглядности и удобства.

  Простейшей осесимметричной электростатической Э. л. является диафрагма с круглым отверстием, поле которой граничит с одной или с обеих сторон с однородными электрическими полями (рис. 1 ). В зависимости от распределения потенциала она может служить собирающей (пучок заряженных частиц) или рассеивающей линзой. Если поля с обеих сторон осесимметричной электростатической Э. л. отсутствуют, т. е. к ней примыкают области пространства с постоянными потенциалами V 1 и V 2 , и если эти потенциалы различны, Э. л. называется иммерсионной (рис. 2 ); при одинаковых потенциалах линза носит название одиночной (такая линза состоит из 3 и более электродов). В результате прохождения электронов через иммерсионную линзу их скорости изменяются, одиночные линзы оставляют эти линзы неизменными. Иммерсионные и одиночные линзы — всегда собирательные.

  В некоторых электростатических Э. л. одним из электродов служит катод, испускающий электроны (катодные линзы). Линза подобного типа ускоряет испущенные катодом электроны и формирует из них электронный пучок. Катодная Э. л., состоящая лишь из двух электродов - катода и анода, не может сфокусировать электронный пучок, и с этой целью в в конструкцию линзы вводят дополнительный электрод, который называется фокусирующим (рис.3 ).

  Осесимметричные магнитные линзы выполняются в виде катушки из изолированной проволоки, обычно заключённой в железный панцирь для усиления и концентрации магнитного поля линзы. Для создания линз с очень малыми фокусными расстояниями необходимо максимально уменьшить протяжённость поля; с этой целью применяются полюсные наконечники (рис. 4 ). Поле магнитной линзы может возбуждаться также постоянным магнитом.

  Электродами т. н. цилиндрических электростатических Э. л. служат обычно диафрагмы со щелью или пластины, расположенные симметрично относительно средней плоскости линз (рис. 5 ). Название «цилиндрические» указывает, что подобные Э. л. действуют на пучки заряженных частиц так же, как цилиндрические светооптические линзы на световые пучки, фокусируя их лишь в одном направлении. Классификация цилиндрических Э. л. аналогична приведённой для осесимметричных Э. л. (существуют иммерсионные, одиночные, катодные и другие цилиндрические Э. л.) (рис. 6 ). Цилиндрическими могут быть и магнитные Э. л. (обычно с железным панцирем).

  Поля трансаксиальных электростатических Э. л. (рис. 7 ) обладают симметрией вращения относительно оси (ось х на рис. ), расположенной перпендикулярно к оптической оси системы z. В сечениях, параллельных средней плоскости yz такой линзы, эквипотенциальные поверхности имеют форму окружностей или, если поле ограничено, их частей, как и сечения сферических поверхностей обычных светооптических линз. Поэтому аберрации трансаксиальной линзы в направлении параллельном средней плоскости, сравнимы по величине с аберрациями светооптических линз, т. е. очень малы. Линейное изображение В 1 точечного или перпендикулярного к средней плоскости прямолинейного предмета практически не будет претерпевать аберрационного расширения.

  Особый класс Э. л. образуют квадрунольные электростатические и магнитные Э. л. Их поля имеют две плоскости симметрии, а векторы напряжённостей полей в области движения заряженных частиц почти перпендикулярны к их скоростям (рис. 8 ). Такие линзы фокусируют пучок в одном направлении и рассеивают его в другом, перпендикулярном к первому, создавая линейное изображение точечного предмета. Применяя две установленные одна за другой квадрупольные электростатические и магнитные Э. л. Их поля имеют две плоскости симметрии, а векторы напряженности полей в области движения заряженных частиц (рис. 8 ). Такие линзы фокусируют пучок в одном направлении и рассеивают его в другом, перпендикулярном к первому, создавая линейное изображение точечного предмета. Применяя две установленные одна за другой квадрупольные Э. л. (дублет) (рис. 9 ), поля которых повёрнуты одно по отношению к другому на 90° вокруг их общей оптической оси, можно получить систему, собирающую пучок в двух взаимно перпендикулярных направлениях и дающую при надлежащем выборе параметров Э. л. стигматическое изображение (точка отображается точкой). Квадрупольные Э. л. могут воздействовать на пучки заряженных частиц со значительно большими энергиями, а в случае магнитных линз — и с большими массами, чем осесимметричные Э. л.

  Лит. см. при ст. Электронная и ионная оптика .

  В. М. Кельман, И. В. Родникова.

Рис. 9. Дублет из двух квадрупольных электростатических линз, поля которых повёрнуты вокруг оптической оси z системы одно относительно другого на угол 90°.

Рис. 6. Сечения электродов электростатических цилиндрических линз плоскостью, проходящей через ось г перпендикулярно к средней плоскости: а — цилиндрическая (щелевая) диафрагма; б — иммерсионная цилиндрическая линза; в — одиночная цилиндрическая линза; г — катодная цилиндрическая линза; V1, V2 — потенциалы соответствующих электродов.

Рис. 1. Диафрагма с круглым отверстием (собирающая): 1 — электрод-диафрагма; 2 — сечения эквипотенциальных поверхностей электростатического поля плоскостью рисунка; 3 — траектория электронов; F — фокус линзы. Однородное поле пимыкает к диафрагме слева. При эквипотенциалях проставлены соответствующие им значения потенциалов в произвольных единицах, причём принято, что потенциал равен нулю там, где равна нулю скорость частиц; V = 30 — потенциал электрода. Продольная составляющая E z напряженности E электрического поля тормозит электроны, поперечная составляющая Er — их фиксирует.

Рис. 8. Сечения квадрупольных электростатической (а) и магнитной (б) электронных линз, перпендикулярные направлению движения пучка заряженных частиц: 1 — электроды; 2 — силовые линии полей.

Рис. 7. Электростатическая трансаксиальная линза с электродами в виде двух соосных цилиндров и с кольцевыми щелями для пропускания пучка частиц: 1 — цилиндрические электроды; 2 — траектории заряженных частиц; V1 и V2 — потенциалы электродов. Пучок, выходящий из точки А предмета, после прохождения поля линзы становится астигматическим и образует два линейных изображения В и B'. При определённом подборе параметров линза может давать стигматическое (точка в точку) изображение.

Рис. 4. Магнитная линза с полюсными наконечниками: 1 - катушка возбуждения; 2 - панцирь; 3 - наконечники. Панцирь служит магнитопроводом. Полюсные наконечники концентрируют магнитное поле на небольшом участке вблизи оптической оси линзы z.

Рис. 3. Катодная электронная линза: 1 - катод; 2 - фокусирующий электрод; 3 - анод; тонкие линии - такие же сечения эквипотенциальных поверхностей, как и на предыдущих рисунках. На верхней шкале проставлены значения потенциалов (на катоде потенциал принят равным нулю); О - одна из точек катода, испускающая электроны; заштрихованное пространство - сечение области, занятой потоком электронов.

Рис. 5. Электростатические цилиндрические линзы: а — диафрагма со щелью; б — иммерсионная линза, составленная из двух пар пластин. В области прохождения заряженных частиц поля линз не изменяются в направлении, параллельном щелям диафрагм или зазорам между пластинами соседних электродов.

Рис. 2. Иммерсионные электронные линзы, состоящие из двух диафрагм (а) и двух цилиндров (б): тонкие линии — сечения эквипотенциальных поверхностей плоскостью рисунка; кривые со стрелками — траектории заряженных частиц; V1 и V2 — потенциалы электродов.

(обратно)

Электронные приборы

Электро'нные прибо'ры, приборы для преобразования электромагнитной энергии одного вида в электромагнитную энергию другого вида, осуществляемого посредством взаимодействия электронов (движущихся в вакууме, газе или полупроводнике) с электромагнитными полями. К Э. п. относятся электровакуумные приборы (кроме ламп накаливания) и полупроводниковые приборы .

  Протекающие в Э. п. процессы чрезвычайно разнообразны. Так, в электронных лампах и вакуумных приборах СВЧ (клистронах , магнетронах , лампах бегущей волны и т. д.) электроны, испускаемые катодом, взаимодействуют с постоянным и переменным электрическими полями. В результате взаимодействия с постоянным полем кинетическая энергия электронов увеличивается; в результате взаимодействия с переменным полем постоянный электронный поток превращается в переменный и часть кинетической энергии электронов преобразуется в энергию электрических колебаний. В вакуумных индикаторах и электроннолучевых приборах электроны ускоряются постоянным электрическим полем и бомбардируют мишень (например, экран, покрытый люминофором ); при взаимодействии электронов с мишенью часть их кинетической энергии преобразуется в электромагнитную энергию (например, световую). В вакуумных фотоэлектронных приборах (вакуумных фотоэлементах , фотоэлектронных умножителях и др.) электроны, эмитируемые фотокатодом под действием оптического излучения, ускоряются постоянным электрическим полем и направляются на анод. В результате энергия оптического излучения преобразуется в энергию электрического тока, текущего в анодной цепи такого Э. п. В рентгеновских трубках энергия электронов, ускоренных на пути от катода к аноду (антикатоду), при ударе электронов об анод частично преобразуется в энергию рентгеновского излучения. В ионных приборах (газоразрядных приборах) электроны, ускоренные постоянным электрическим полем, сталкиваются с молекулами газа и либо ионизируют их, либо переводят в возбуждённое состояние. Такие газоразрядные приборы, как ртутные вентили , газотроны , тиратроны , таситроны , по принципу преобразования энергии аналогичны электровакуумным диодам и триодам; основное отличие состоит в том, что в газоразрядных приборах ионы газа нейтрализуют пространственный заряд потока электронов и этим обеспечивают прохождение через прибор огромных токов (например, в ртутных вентилях — до тысяч а) при сравнительно малых анодных напряжениях (15— 20 в). В газоразрядных источниках света и индикаторах газоразрядных каждая возбуждённая молекула газа при переходе в равновесное состояние излучает световую энергию. В люминесцентных лампах световую энергию излучают молекулы люминофора, возбуждённые ультрафиолетовым излучением разряда. В квантовых газоразрядных приборах (газовых лазерах , квантовых стандартах частоты и др.) возбуждённые молекулы газа, взаимодействуя с электромагнитными колебаниями, усиливают их при своём переходе в невозбуждённое состояние.

  Преобразование энергии в полупроводниковых приборах основано на том, что в полупроводнике, как и в вакууме, можно создавать постоянные электрические поля и осуществлять управление движением носителей заряда . В основе работы полупроводниковых приборов лежат следующие электронные процессы и явления: эффект односторонней проводимости при протекании тока через запирающий слой электронно-дырочного перехода (р — n- перехода) или потенциального барьера на границе металл—полупроводник (см. Шотки диод ); туннельный эффект ; явление лавинного размножения носителей в сильных электрических полях; акусто-, оптико-, термоэлектрические эффекты в диэлектрических и полупроводниковых материалах и т. д. На использовании эффекта односторонней проводимости основана работа полупроводниковых диодов . В транзисторах для усиления электрических колебаний используют т. н. транзисторный эффект — управление током запертого перехода с помощью тока отпертого перехода. В Ганна диодах и лавинно-пролётных полупроводниковых диодах лавинное умножение в р — n -переходах, обусловленное ударной ионизацией атомов носителями, используется для генерации электрических колебаний. В светоизлучающих диодах электрическая энергия преобразуется в энергию оптического излучения на основе явления инжекционной электролюминесценции .

  Э. п. находят применение в радиотехнике, автоматике, связи, вычислительной технике, астрономии, физике, медицине и т. д, — практически во всех областях науки и техники. Мировая промышленность ежегодно выпускает (70-е гг.) свыше 10 млрд. Э. п. различных наименований.

  Лит.: Власов В. Ф., Электронные и ионные приборы, 3 изд., М., 1960; Кушманов И. В., Васильев Н. Н., Леонтъев А. Г., Электронные приборы, М., 1973.

  В. Ф. Коваленко

(обратно)

Электронные призмы

Электро'нные при'змы, электроннооптические (соответственно ионные призмы — ионнооптические) системы, предназначенные для отклонения пучков заряженных частиц или для разделения таких частиц по энергии и массе. Э. п. получили своё название в рамках общей аналогии между электронной и ионной оптикой и оптикой световых лучей. Среди многочисленных типов Э. п. наиболее близкими аналогами светооптических призм являются те Э. п., которые оставляют падающий на них параллельный пучок заряженных частиц параллельным и после отклонения. Простейшей электростатической Э. п. такого типа служит телескопическая система, составленная из двух цилиндрических иммерсионных электронных линз (рис. 1 ). Задний линейный фокус АВ первой линзы совпадает с передним линейным фокусом второй. Электростатическое поле телескопической системы «двухмерно» (оно не изменяется в направлении, параллельном оси х ) и симметрично относительно средней плоскости ху, вблизи которой движутся частицы. Параллельный пучок падает на телескопическую систему под большим углом J1 к оси у и выходит под углом J2 , сохраняя свою параллельность. При этом выполняется равенство

sin J2 / sin J1 = ,

где V1 — потенциал первого  участка Э. п. и пространства перед ним, V2 — потенциал последнего участка призмы и пространства за ним. Как известно, потенциал электростатический можно определять с точностью до произвольной постоянной, принимая его равным нулю там, где это диктуется соображениями удобства. В данном случае, как и в большинстве задач электронной и ионной оптики, потенциал принимают равным нулю там, где равна нулю скорость частиц. При этом условии электроннооптический преломления показатель nэ = . Т. о., отклонение пучка заряженных частиц в телескопической системе подчиняется закону, совершенно аналогичному Снелля закону преломления в световой оптике. Для увеличения дисперсии применяют сложную Э. п., состоящую из двух телескопических систем, расположенных под углом друг к другу. Такие Э. п. служат диспергирующими элементами в электронных спектрометрах.

  В магнитной Э. п. с «двухмерным» полем роль цилиндрических линз играют поля рассеяния на краях магнитных полюсов. При определённом угле падения пучка на призму эти поля образуют телескопическую систему (рис. 2 ).

  Лит.: Арцимович Л. А., Лукьянов С. Ю., Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях, М., 1972; Кельман В. М., Явор С. Я., Электронная оптика, 3 изд., Л., 1968; Призменные бета-спектрометры и их применение, Вильнюс, 1971; Применение призменных бета-спектрометров, Вильнюс, 1974.

  В. М. Кельман, И. В. Родникова.

Рис. 1. Телескопическая система, состоящая из двух цилиндрических иммерсионных электростатических линз: 1, 2 - электроды, составляющие первую по ходу пучка цилиндрическую линзу, 2, 3 - вторую линзу; ломаные линии со стрелками - проекции траекторий заряженных частиц на плоскости yz и ху; А В- линейный фокус. (Название «цилиндрический» применительно к электронным линзам указывает на то, что они могут действовать на электронный пучок так же, как цилиндрическая светооптическая линза на световой пучок.)

Рис. 2. Отклонение пучка заряженных частиц магнитной призмой: 1 — полюса магнита призмы; 2 — пучок заряженных частиц; АВ — линейный фокус.

(обратно)

Электронные теории в органической химии

Электро'нные тео'рии в органи'ческой хи'мии, теории, рассматривающие строение, физические свойства и реакционную способность органических соединений на основе представлений о распределении электронной плотности в атомах и молекулах, а также о смещениях её при химических реакциях.

  Э. т. возникли на рубеже 19 и 20 вв. вскоре после открытия электрона. В первых Э. т. представления о существовании электростатических связей в неорганических соединениях были механически перенесены на неполярные органические соединения. Эти теории не смогли объяснить многие экспериментальные факты органической химии и потому уступили место теориям, базирующимся на представлениях о существовании ковалентных связей (немецкий учёный И. Штарк, 1908—15, Г. Льюис , 1916—23). Образование ковалентной связи, осуществляемое, по Льюису, общей для двух атомов электронной парой (дублетом), впоследствии было интерпретировано в рамках квантовой механики как эффект перекрывания электронных плотностей взаимодействующих атомов (см. Химическая связь , Валентность ).

  Концепция ковалентной связи оказалась наиболее плодотворной в органической химии. Созданными в 20—30-е гг. на её основе Э. т. было объяснено строение большого числа органических соединений и установлена зависимость между свойствами этих соединений и их строением, чему способствовали появившиеся в это время квантовохимического представления о различных типах ковалентной связи (см. Сигма- и пи-связи , Семиполярная связь ).

  Наибольшее распространение в этот период получили используемые и поныне Э. т., развивавшиеся английскими химиками Т. Лоури, Р. Робинсоном , К. Инголдом , а также Л. Полингом . Введённые ими в рамках так называемой теории электронных смещений представления о статическом и динамическом смещениях электронных пар (индуктивный, мезомерный, индуктомерный и электромерный эффекты) широко используются для объяснения, а в некоторых случаях и для предсказания свойств и реакционной способности разнообразных органический соединений. Английские химики предложили также классификацию органических реакций в соответствии с механизмом электронных смещений и механизмом электростатической ориентации реагентов при их взаимодействии — нуклеофильным, электрофильным и радикальным (см. Органическая химия , Сопряжение связей , Мезомерия , Нуклеофильные и электрофильные реагенты ). Теория электронных смещений позволила объяснить выравнивание связей в цепях сопряжения (в частности, равноценность связей в бензоле), передачу влияния заместителя по системе сопряжённых связей, порядок замещения в ароматическом кольце при наличии в нём заместителя (см. Ароматические соединения , Ориентации правила ) и многие другие закономерности, экспериментально установленные в органической химии, например Марковникова правило , Эльтекова правило .

  Э. т. развивались в тесной связи как с классической химического строения теорией, так и с квантовой химией, являющейся основой всех современных электронных теорий.

  Лит. см. при статьях Органическая химия , Химического строения теория , Валентность . Химическая связь .

(обратно)

Электронные часы

Электро'нные часы', часы , в которых источником периодических колебаний обычно служит кварцевый генератор , а отсчёт времени производится по цифровому индикаторному устройству (на жидких кристаллах, светодиодах и т. д.). Преобразование периодических колебаний в дискретные сигналы, управляющие цифровым индикатором, осуществляется электронным устройством, выполненным на интегральных микросхемах (например, в наручных Э. ч.) или полупроводниковых приборах (например, в настольных Э. ч.).

(обратно)

Электронный захват

Электро'нный захва'т, вид радиоактивного распада ядер, при котором ядро захватывает электрон с одной из внутренних оболочек атома (К, L, М и др.) и одновременно испускает нейтрино . При этом ядро с массовым числом A и атомным номером Z превращается в ядро с тем же A и Z меньше на 1: Az + е — ® Az-1 + n. Образовавшуюся вакансию в электронной оболочке атома заполняют электроны с других оболочек, в результате чего испускается квант характеристического рентгеновского излучения атома Az-1 или соответствующий электрон (Оже-электрон). Э. з. возможен, если масса (в единицах энергии) атома Az больше массы атома Az-1 на величину, большую энергии связи захватываемого электрона. Если это превышение больше, чем 2 mc2 = 1,02 Мэв (m — масса покоя электрона, с — скорость света), то с Э. з. начинает конкурировать b+ -распад (см. Радиоактивность ).

(обратно)

Электронный микроскоп

Электро'нный микроско'п, прибор для наблюдения и фотографирования многократно (до 106 раз) увеличенного изображения объектов, в котором вместо световых лучей используются пучки электронов, ускоренных до больших энергий (30—100 кэв и более) в условиях глубокого вакуума. Физические основы корпускулярно-лучевых оптических приборов были заложены в 1834 (почти за сто лет до появления Э. м.) У. Р. Гамильтоном , установившим существование аналогии между прохождением световых лучей в оптически неоднородных средах и траекториями частиц в силовых полях. Целесообразность создания Э. м. стала очевидной после выдвижения в 1924 гипотезы о волнах де Бройля , а технические предпосылки были созданы немецким физиком X. Бушем, который исследовал фокусирующие свойства осесимметричных полей и разработал магнитную электронную линзу (1926). В 1928 немецкие учёные М. Кнолль и Э. Руска приступили к созданию первого магнитного просвечивающего Э. м. (ПЭМ) и спустя три года получили изображение объекта, сформированное пучками электронов. В последующие годы (М. фон Арденне, Германия, 1938; В. К. Зворыкин , США, 1942) были построены первые растровые Э. м. (РЭМ), работающие по принципу сканирования (развёртывания), т. е. последовательного от точки к точке перемещения тонкого электронного пучка (зонда) по объекту. К середине 1960-х гг. РЭМ достигли высокого технического совершенства, и с этого времени началось их широкое применение в научных исследованиях. ПЭМ обладают самой высокой разрешающей способностью (PC), превосходя по этому параметру световые микроскопы в несколько тыс. раз. Т. н. предел разрешения, характеризующий способность прибора отобразить раздельно мелкие максимально близко расположенные детали объекта, у ПЭМ составляет 2—3 . При благоприятных условиях можно сфотографировать отдельные тяжёлые атомы. При фотографировании периодических структур, таких как атомные плоскости решёток кристаллов, удаётся реализовать разрешение менее 1 . Столь высокие разрешения достигаются благодаря чрезвычайно малой длине волны де Бройля электронов (см. Дифракция частиц ). Оптимальным диафрагмированием [см. Диафрагма в электронной (и ионной) оптике] удаётся снизить сферическую аберрацию объектива (влияющую на PC Э. м.) при достаточно малой дифракционной ошибке. Эффективных методов коррекции аберраций в Э. м. (см. Электронная и ионная оптика ) не найдено. Поэтому в ПЭМ магнитные электронные линзы (ЭЛ), обладающие меньшими аберрациями, полностью вытеснили электростатические ЭЛ. Выпускаются ПЭМ различного назначения. Их молено разделить на 3 группы: Э. м. высокого разрешения, упрощённые ПЭМ и Э. м. с повышенным ускоряющим напряжением.

  ПЭМ с высокой разрешающей способностью (2—3 Å) — как правило, универсальные приборы многоцелевого назначения. С помощью дополнительных устройств и приставок в них можно наклонять объект в разных плоскостях на большие углы к оптической оси, нагревать, охлаждать, деформировать его, осуществлять рентгеновский структурный анализ , исследования методами электронографии и пр. Ускоряющее электроны напряжение достигает 100—125 кв, регулируется ступенеобразно и отличается высокой стабильностью: за 1—3 мин оно изменяется не более чем на 1—2 миллионные доли от исходного значения. Изображение типичного ПЭМ описываемого типа приведено на рис. 1 . В его оптической системе (колонне) с помощью специальной вакуумной системы создаётся глубокий вакуум (давление до 10—6 мм рт. ст. ). Схема оптической системы ПЭМ изображена на рис. 2 . Пучок электронов, источником которых служит накалённый катод, (формируется в электронной пушке и затем дважды фокусируется первым и вторым конденсорами, создающими на объекте электронное «пятно» малых размеров (при регулировке диаметр пятна может меняться от 1 до 20 мкм ). После прохождения сквозь объект часть электронов рассеивается и задерживается апертурной диафрагмой. Нерассеянные электроны проходят через отверстие диафрагмы и фокусируются объективом в предметной плоскости промежуточной линзы. Здесь формируется первое увеличенное изображение. Последующие линзы создают второе, третье и т. д. изображения. Последняя проекционная линза формирует изображение на флуоресцирующем экране, который светится под воздействием электронов. Увеличение Э. м. равно произведению увеличений всех линз. Степень и характер рассеяния электронов неодинаковы в различных точках объекта, т. к. толщина, плотность и химический состав объекта меняются от точки к точке. Соответственно изменяется число электронов, задержанных апертурной диафрагмой после прохождения различных точек объекта, а следовательно, и плотность тока на изображении, которая преобразуется в световой контраст на экране. Под экраном располагается магазин с фотопластинками. При фотографировании экран убирается, и электроны воздействуют на фотоэмульсионный слой. Изображение фокусируется плавным изменением тока, возбуждающего магнитное поле объектива. Токи др. линз регулируют для изменения увеличения Э. м.

  Упрощённые ПЭМ предназначены для исследований, в которых не требуется высокая PC. Они более просты по конструкции (включающей 1 конденсор и 2—3 линзы для увеличения изображения объекта), их отличают меньшее (обычно 60—80 кв ) ускоряющее напряжение и более низкая его стабильность. PC этих приборов — от 6 до 15. Другие применения — предварительный просмотр объектов, рутинные исследования, учебные цели. Толщина объекта, которую можно «просветить» электронным пучком, зависит от ускоряющего напряжения. В 100-кв Э. м. изучают объекты толщиной от 10 до нескольких тыс. Å.

  ПЭМ с повышенным ускоряющим напряжением (до 200 кв ) предназначены для исследования более толстых объектов (в 2—3 раза толще), чем обычные ПЭМ. Их разрешающая способность достигает 3—5 Å. Эти приборы отличаются конструкцией электронной пушки: в ней для обеспечения электрической прочности и стабильности имеются два анода, на один из которых подаётся промежуточный потенциал, составляющий половину ускоряющего напряжения. Магнитодвижущая сила линз больше, чем в 100-кв ПЭМ, а сами линзы имеют увеличенные габариты и вес.

  Сверхвысоковольтные Э. м. (СВЭМ) — крупногабаритные приборы (рис. 3 ) высотой от 5 до 15 м, с ускоряющим напряжением 0,5—0,65; 1—1,5 и 3 Мв . Для них строят специальные помещения. СВЭМ предназначены для исследования объектов толщиной до 1—10 мкм (104 — 106 Å). Электроны ускоряются в электростатическом ускорителе (т. н. ускорителе прямого действия), расположенном в баке, заполненном электроизоляционным газом под давлением. В том же или в дополнительном баке находится высоковольтный стабилизированный источник питания. Ведутся работы по созданию СВЭМ с линейным ускорителем, в котором электроны ускоряются до энергий 5—10 Мэв. При изучении тонких объектов PC СВЭМ ниже, чем у ПЭМ. В случае толстых объектов PC СВЭМ в 10—20 раз превосходит PC 100-кв ПЭМ.

  Растровые Э. м. (РЭМ) с накаливаемым катодом предназначены для исследования массивных объектов с разрешением от 70 до 200 Å. Ускоряющее напряжение в РЭМ можно регулировать в пределах от 1 до 30—50 кв .

  Устройство растрового Э. м. показано на рис. 4 . При помощи 2 или 3 ЭЛ на поверхность образца фокусируется узкий электронный зонд. Магнитные отклоняющие катушки развёртывают зонд по заданной площади на объекте. При взаимодействии электронов зонда с объектом возникает несколько видов излучений (рис. 5 ) — вторичные и отражённые электроны; электроны, прошедшие сквозь объект (если он тонкий); рентгеновское тормозное излучение и характеристическое излучение; световое излучение и т. д.

Любое из этих излучений может регистрироваться соответствующим коллектором, содержащим датчик, преобразующий излучение в электрические сигналы, которые после усиления подаются на электроннолучевую трубку (ЭЛТ) и модулируют её пучок. Развёртка пучка ЭЛТ производится синхронно с развёрткой электронного зонда в РЭМ, и на экране ЭЛТ наблюдается увеличенное изображение объекта. Увеличение равно отношению высоты кадра на экране ЭЛТ к ширине сканируемой поверхности объекта. Фотографируют изображение непосредственно с экрана ЭЛТ. Основным достоинством РЭМ является высокая информативность прибора, обусловленная возможностью наблюдать изображение, используя сигналы различных датчиков. С помощью РЭМ можно исследовать микрорельеф, распределение химического состава по объекту, р—n-переходы, производить рентгеноструктурный анализ и многое другое. Образец обычно исследуется без предварительной подготовки. РЭМ находит применение и в технологических процессах (контроль дефектов микросхем и пр.). Высокая для РЭМ PC реализуется при формировании изображения с использованием вторичных электронов. Она определяется диаметром зоны, из которой эти электроны эмиттируются. Размер зоны в свою очередь зависит от диаметра зонда, свойств объекта, скорости электронов первичного пучка и т. д. При большой глубине проникновения первичных электронов вторичные процессы, развивающиеся во всех направлениях, увеличивают диаметр зоны и PC падает. Детектор вторичных электронов состоит из фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) и электронно-фотонного преобразователя, основным элементом которого является сцинтиллятор с двумя электродами — вытягивающим в виде сетки, находящейся под положительным потенциалом (до нескольких сотен в ), и ускоряющим; последний сообщает захваченным вторичным электронам энергию, необходимую для возбуждения сцинтиллятора. К ускоряющему электроду приложено напряжение около 10 кв; обычно он представляет собой алюминиевое покрытие на поверхности сцинтиллятора. Число вспышек сцинтиллятора пропорционально числу вторичных электронов, выбитых в данной точке объекта. После усиления в ФЭУ и в видеоусилителе сигнал модулирует пучок ЭЛТ. Величина сигнала зависит от топографии образца, наличия локальных электрических и магнитных микрополей, величины коэффициента вторичной электронной эмиссии , который в свою очередь зависит от химического состава образца в данной точке. Отражённые электроны регистрируются полупроводниковым (кремниевым) детектором. Контраст изображения обусловлен зависимостью коэффициента отражения от угла падения первичного пучка и атомного номера вещества. Разрешение изображения, получаемого «в отражённых электронах», ниже, чем получаемого с помощью вторичных электронов (иногда на порядок величины). Из-за прямолинейности полёта электронов к коллектору информация об отдельных участках, от которых нет прямого пути к коллектору, теряется (возникают тени). Характеристическое рентгеновское излучение выделяется или рентгеновским кристаллическим спектрометром или энергодисперсным датчиком — полупроводниковым детектором (обычно из чистого кремния, легированного литием). В первом случае рентгеновские кванты после отражения кристаллом спектрометра регистрируются газовым пропорциональным счётчиком , а во втором — сигнал, снимаемый с полупроводникового детектора, усиливается малошумящим усилителем (который для снижения шума охлаждается жидким азотом) и последующей системой усиления. Сигнал от кристаллического спектрометра модулирует пучок ЭЛТ, и на экране возникает картина распределения того или иного химического элемента по поверхности объекта. На РЭМ производят также локальный рентгеновский количественный анализ. Энергодисперсный детектор регистрирует все элементы от Na до U при высокой чувствительности. Кристаллический спектрометр с помощью набора кристаллов с различными межплоскостными расстояниями (см. Брэгга — Вульфа условие ) перекрывает диапазон от Be до U. Существенный недостаток РЭМ — большая длительность процесса «снятия» информации при исследовании объектов. Сравнительно высокую PC можно получить, используя электронный зонд достаточно малого диаметра. Но при этом уменьшается сила тока зонда, вследствие чего резко возрастает влияние дробового эффекта , снижающего отношение полезного сигнала к шуму. Чтобы отношение «сигнал/шум» не падало ниже заданного уровня, необходимо замедлить скорость сканирования для накопления в каждой точке объекта достаточно большого числа первичных электронов (и соответствующего количества вторичных). В результате высокая PC реализуется лишь при малых скоростях развёртки. Иногда один кадр формируется в течение 10—15 мин.

  РЭМ с автоэмиссионной пушкой обладают высокой для РЭМ PC (до 30 Å). В автоэмиссионной пушке (как и в электронном проекторе ) используется катод в форме острия, у вершины которого возникает сильное электрическое поле, вырывающее электроны из катода (см. Туннельная эмиссия ). Электронная яркость пушки с автоэмиссионным катодом в 103 —104 раз выше, чем пушки с накалённым катодом. Соответственно увеличивается ток электронного зонда. Поэтому в РЭМ с автоэмиссионной пушкой осуществляют быстрые развёртки, а диаметр зонда уменьшают для повышения PC. Однако автоэмиссионный катод работает устойчиво лишь при сверхвысоком вакууме (10—9 —10—11 мм рт. ст. ), и это усложняет конструкцию таких РЭМ и работу на них.

  Просвечивающие растровые Э. м. (ПРЭМ) обладают столь же высокой PC, как и ПЭМ. В этих приборах применяются автоэмиссионные пушки, обеспечивающие достаточно большой ток в зонде диаметром до 2—3 Å. На рис. 6 приведено схематическое изображение ПРЭМ. Две магнитные линзы уменьшают диаметр зонда. Ниже объекта расположены детекторы — центральный и кольцевой. На первый попадают нерассеянные электроны, и после преобразования и усиления соответствующих сигналов на экране ЭЛТ появляется т. н. светлопольное изображение. На кольцевом детекторе собираются рассеянные электроны, создающие т. н. темнопольное изображение. В ПРЭМ можно исследовать более толстые объекты, чем в ПЭМ, т. к. возрастание числа неупруго рассеянных электронов с толщиной не влияет на разрешение (после объекта оптика в ПРЭМ отсутствует). С помощью анализатора энергии электроны, прошедшие сквозь объект, разделяются на упруго и неупруго рассеянные пучки. Каждый пучок попадает на свой детектор, и на ЭЛТ наблюдается соответствующее изображение, содержащее дополнительную информацию о рассеивающих свойствах объекта. Высокое разрешение в ПРЭМ достигается при медленных развёртках, т. к. в зонде диаметром всего 2—3 Å ток получается слишком малым.

  Э. м. смешанного типа. Сочетание в одном приборе принципов формирования изображения с неподвижным пучком (как в ПЭМ) и сканирования тонкого зонда по объекту позволило реализовать в таком Э. м. преимущества ПЭМ, РЭМ и ПРЭМ. В настоящее время во всех ПЭМ предусмотрена возможность наблюдения объектов в растровом режиме (с помощью конденсорных линз и объектива, создающих уменьшенное изображение источника электронов, которое сканируется по объекту отклоняющими системами). Кроме изображения, сформированного неподвижным пучком, получают растровые изображения на экранах ЭЛТ с использованием прошедших и вторичных электронов, характеристические рентгеновские спектры и т. д. Оптическая система такого ПЭМ, расположенная после объекта, даёт возможность работать в режимах, неосуществимых в других приборах. Например, можно одновременно наблюдать электронограмму на экране ЭЛТ и изображение того же объекта на экране прибора.

  Эмиссионные Э. м. создают изображение объекта в электронах, которые эмиттирует сам объект при нагревании, бомбардировке первичным пучком электронов, освещении и при наложении сильного электрического поля, вырывающего электроны из объекта. Эти приборы обычно имеют узкое целевое назначение.

Зеркальные Э. м. служат главным образом для визуализации электростатического «потенциального рельефа» и магнитных микрополей на поверхности объекта. Основным оптическим элементом прибора является электронное зеркало , причём одним из электродов служит сам объект, который находится под небольшим отрицательным потенциалом относительно катода пушки. Электронный пучок направляется в зеркало и отражается полем в непосредственной близости от поверхности объекта. Зеркало формирует на экране изображение «в отражённых пучках». Микрополя возле поверхности объекта перераспределяют электроны отражённых пучков, создавая контраст на изображении, визуализирующий эти микрополя.

  Перспективы развития Э. м. Повышение PC в изображениях непериодических объектов до 1 Å и более позволит регистрировать не только тяжёлые, но и лёгкие атомы и визуализировать органический мир на атомарном уровне. Для создания Э. м. с подобным разрешением повышают ускоряющее напряжение, разрабатывают ЭЛ с малыми аберрациями, в частности криогенные линзы, в которых используется эффект сверхпроводимости при низких температурах, работают над созданием методов исправления аберраций ЭЛ и т. д. Исследование механизма формирования частотно-контрастных характеристик изображения в Э. м. привело к разработке методов реконструкции изображения, которые осуществляются аналогично тому, как это делается в световой оптике, где подобные методы основаны на Фурье преобразованиях , а соответствующие расчёты производятся на ЭВМ.

  Лит.: Eighth international congress on electron microscopy, Canberra, 1974; Стоянов П. А., Мосеев В. В., Розоренова К. М., Ренский И. О., Электронный микроскоп предельного разрешения ЭМВ-100Л, «Изв. АН СССР. Сер. физическая», т. 34, 1970; Хокс П., Электронная оптика и электронная микроскопия, пер. с англ., М., 1974; Деркач В. П., Кияшко Г. Ф., Кухарчук М. С., Электронозондовые устройства, К., 1974; Стоянова И. Г., Анаскин И. Ф., Физические основы методов просвечивающей электронной микроскопии, М.,  1972; Oatley С. W., The scanning electron microscope, Camb., 1972; Grivet P., Electron optics, 2 ed., Oxf., 1972.

П. А. Стоянов.

Рис. 3. Сверхвысоковольтный электронный микроскоп (СВЭМ): 1 — бак, в который накачивается электроизоляционный газ (элегаз) до давления 3—5 атм; 2 — электронная пушка; 3 — ускорительная трубка; 4 — конденсаторы высоковольтного источника; 5 — блок конденсорных линз; 6 — объектив; 7, 8, 9— проекционные линзы; 10 — световой микроскоп; 11 — пульт управления.

Рис. 5. Схема регистрации информации об объекте, получаемой в РЭМ. 1 — первичный пучок электронов; 2 — детектор вторичных электронов; 3 — детектор рентгеновского излучения; 4 — детектор отражённых электронов; 5 — детектор светового излучения; 6 — детектор прошедших электронов; 7 — прибор для измерения наведённого на объекте электрического потенциала; 8 — прибор для измерения тока прошедших через объект электронов; 9 — прибор для измерения тока поглощенных в объекте электронов.

Рис. 6. Принципиальная схема просвечивающего растрового электронного микроскопа (ПРЭМ): 1 — автоэмиссионный катод; 2 —промежуточный анод; 3 — анод; 4 — отклоняющая система для юстировки пучка; 5 — диафрагма «осветителя»; 6, 8 — отклоняющие системы для развертки электронного зонда; 7 — магнитная длиннофокусная линза; 9 — апертурная диафрагма; 10 — магнитный объектив; 11 — объект; 12, 14 — отклоняющие системы; 13 — кольцевой коллектор рассеянных электронов; 15 — коллектор нерассеянных электронов (убирается при работе со спектрометром); 16 — магнитный спектрометр, в котором электронные пучки поворачиваются магнитным полем на 90°; 17 — отклоняющая система для отбора электронов с различными потерями энергии; 18 — щель спектрометра; 19 — коллектор; ВЭ — поток вторичных электронов hn — рентгеновское излучение.

Рис. 1. Электронный микроскоп просвечивающего типа (ПЭМ): 1 — электронная пушка; 2 — конденсорные линзы; 3 — объектив; 4 — проекционные линзы; 5 — световой микроскоп, дополнительно увеличивающий изображение, наблюдаемое на экране: 6 — тубус со смотровыми окнами, через которые можно наблюдать изображение; 7 — высоковольтный кабель; 8 — вакуумная система; 9 — пульт управления; 10 — стенд; 11 — высоковольтное питающее устройство; 12 — источник питания линз.

Рис. 2. Оптическая схема ПЭМ. 1 — катод v-образной формы из вольфрамовой проволоки (разогревается проходящим по нему током до 2800 К); 2 — фокусирующий цилиндр; 3 — анод; 4 — первый (короткофокусный) конденсор, создающий уменьшенное изображение источника электронов; 5 — второй (длиннофокусный) конденсор, который переносит уменьшенное изображение источника электронов на объект; 6 — объект; 7 — апертурная диафрагма; 8 — объектив; 9, 10, 11 система проекционных линз; 12 — катодолюминесцентный экран, на котором формируется конечное изображение.

Рис. 4. Растровый электронный микроскоп (РЭМ): 1 - изолятор электронной пушки; 2 - накаливаемый V-образный катод; 3 - фокусирующий электрод; 4 - анод; 5 - блок двух конденсорных линз; 6 - диафрагма; 7 - двухъярусная отклоняющая система; 8 - объектив; 9 - диафрагма;  10 - объект; 11 - детектор вторичных электронов; 12 - кристаллический спектрометр; 13 - пропорциональный счётчик; 14 - предварительный усилитель; 15 - блок усиления: 16, 17 - аппаратура для регистрации рентгеновского излучения; 18 - блок усиления; 19 - блок регулировки увеличения; 20, 21 - блоки горизонтальной и вертикальной развёрток; 22, 23 - электроннолучевые трубки.

(обратно)

Электронный парамагнитный резонанс

Электро'нный парамагни'тный резона'нс (ЭПР), резонансное поглощение электромагнитной энергии в сантиметровом или миллиметровом диапазоне длин волн веществами, содержащими парамагнитные частицы. ЭПР — один из методов радиоспектроскопии . Парамагнитными частицами могут быть атомы и молекулы, как правило, с нечётным числом электронов (например, атомы азота и водорода, молекулы NO); радикалы свободные (например, CH3 ); ионы с частично заполненными внутренними электронными оболочками (например, ноны переходных элементов); центры окраски в кристаллах; примесные атомы (например, доноры в полупроводниках); электроны проводимости в металлах и полупроводниках.

  ЭПР открыт Е. К. Завойским в 1944. Начиная с 1922 в ряде работ высказывались соображения о возможности существования ЭПР. Попытка экспериментально обнаружить ЭПР была предпринята в середине 30-х гг. нидерландским физиком К. Гортером с сотрудниками. Однако ЭПР удалось наблюдать только благодаря радиоспектроскопическим методам, разработанным Завойским. ЭПР — частный случай магнитного резонанса . Его описание в рамках классической физики состоит в следующем: во внешнем постоянном магнитном поле Н вектор магнитного момента m прецессирует вокруг направления магнитного поля Н с частотой v , определяемой соотношением

2pv = gН.                     (1)

  Здесь g — гиромагнитное отношение . Угол прецессии q (угол между векторами Н и m) при этом остаётся постоянным. Если систему поместить в магнитное поле H 1 ^H, вращающееся вокруг Н с частотой v , то проекция вектора m на направление поля Н будет изменяться с частотой v 1 = gH 1 /2p. Это изменение проекции m с частотой v 1 под действием радиочастотного поля H 1 (рис. 1 ) имеет резонансный характер и обусловливает ЭПР. При исследовании ЭПР обычно используют линейно поляризованное переменное магнитное поле, которое можно представить в виде суммы двух полей, вращающихся в противоположные стороны с частотой v . Одна из компонент, совпадающая по направлению вращения с прецессией, вызывает изменение проекции магнитного момента m на Н.

  Приведённое классическое рассмотрение удобно для анализа релаксационных процессов (см. ниже). Для описания же спектров ЭПР необходим квантовый подход. Поглощение электромагнитной энергии происходит в том случае, когда квант электромагнитной энергии hv (h — Планка постоянная ) равен разности энергий DE между магнитными (зеемановскими) подуровнями, образующимися в результате расщепления уровней энергии парамагнитной частицы в постоянном магнитном поле Н (см. Зеемана эффект ).

  Если магнитный момент парамагнитной частицы обусловлен только спином электрона S = 1 /2 , то m = gs bMs , где gs = 2,0023 — фактор спектроскопического расщепления для свободного электрона, b — магнетон Бора, a Ms — магнитное квантовое число , принимающее значения ± 1 /2 . Во внешнем статическом магнитном поле Н эти электроны парамагнитных частиц разбиваются на 2 группы с энергиями — gs bH/ 2 и + gs bH/ 2. Между этими группами уровней возможны квантовые переходы, которые возбуждаются полем H 1 ^H . Условие резонанса записывается в виде:

. (2)

  Это условие эквивалентно условию резонанса (1), т. к. g = 2pgs b/h. Распределение электронов между двумя уровнями энергии описывается формулой Больцмана:

                (3)

  где N 1 и N 2 — числа электронов, находящихся на верхнем и нижнем уровнях, Т— температура, k — Больцмана постоянная . Под действием электромагнитного поля h 1 происходит переход электронов с одного уровня на другой, сопровождающийся изменением направления спина.

  При переходе с нижнего уровня на верхний электромагнитная энергия поглощается, а при обратном переходе излучается. Вероятность этих процессов одинакова, но т. к. в условиях равновесия населённость нижнего уровня больше, чем верхнего, происходит поглощение энергии (рис. 2 ). Если каким-либо искусственным образом создать инверсию населённостей , то под действием электромагнитного поля система будет излучать энергию. Этот принцип положен в основу работы парамагнитных квантовых усилителей .

  Обычно парамагнетизм частиц обусловлен суммарным вкладом орбитального и спинового моментов нескольких электронов; к тому же в кристаллах на эти электроны действуют сильные электрические поля окружающих ионов (лигандов). Поэтому описание строения спектров ЭПР в этом случае — сложная задача. Для расчёта спектров используют полуэмпирический метод, предложенный А. Абрахамом (Франция) и Х. М. Л. Прайсом (США) в 1951, называемый методом спинового гамильтониана. При ЭПР происходят переходы между близколежащими уровнями. Расчёт уровней энергии в магнитном поле упрощается, если ввести эффективный спин S , абсолютная величина которого определяется числом n близколежащих уровней: n =2S + 1. Энергии вычисляют в предположении, что магнитный момент частицы обусловлен величиной S . Тогда энергия уровня E =g bMsH, где Ms принимает (2S + 1) значений: S, (S — 1),...... — (S — 1), — S . Величина g -фактора может существенно отличаться от величины g -фактора свободного электрона gs . Между уровнями, отличающимися по Ms на величину DMs = ± 1, возможны дипольные переходы, и условия резонанса по-прежнему будут описываться формулой (2) с gs = g. Если S > 1 /2 , то уровни энергии с разными |Ms | могут расщепиться при Н = 0, и в спектре ЭПР появляется несколько линий поглощения (тонкая структура спектра ЭПР, рис. 3 , а).

  Взаимодействие электронов с магнитным моментом ядра парамагнитного атома приводит к появлению в спектре ЭПР сверхтонкой структуры. Если спин ядра I , то количество сверхтонких компонент равно 2I + 1, что соответствует условию перехода DMI = 0, где MI — ядерное магнитное квантовое число (рис. 3 , б). Взаимодействие электронов парамагнитной частицы с магнитными моментами ядер окружающих ионов также расщепляет линию ЭПР (суперсверхтонкая структура, рис. 4 ) Изучение сверхтонкого и суперсверхтонкого взаимодействия даёт возможность определить места нахождения неспаренных электронов.

  Парамагнитная релаксация. Ширина линий. Релаксационные процессы, восстанавливающие равновесие в системе электронных спинов, нарушенное в результате поглощения электромагнитной энергии, характеризуются временами релаксации T 1 и T 2 . Ширина линий поглощения Dv связана с временами релаксации соотношением:

Dn = (1/ T 1 ) + (1/ T 2 ). (4)

  В классическом рассмотрении времена T 1 и T 2 называются продольным и поперечным временами релаксации, т. к. они определяют время восстановления равновесного положения продольной и поперечной компонент вектора намагниченности . Т. к. восстановление равновесной величины поперечной компоненты намагниченности происходит благодаря взаимодействию между магнитными моментами парамагнитных частиц (спин-спиновое взаимодействие ), то T 1 называется также временем спин-спиновой релаксации. Восстановление продольной компоненты обусловлено взаимодействием магнитных моментов парамагнитных частиц с колебаниями кристаллической решётки (спин-решёточное взаимодействие). Поэтому время T 1 называется также временем спин-решёточной релаксации. Оно характеризует скорость восстановления равновесия между спиновой системой и колебаниями решетки.

  Спин-спиновое взаимодействие состоит из двух составляющих: диполь-дипольного и обменного взаимодействий . Локальное поле, действующее на парамагнитную частицу, складывается из внешнего поля Н и поля Н Д , создаваемого диполями (магнитными моментами) соседних парамагнитных частиц. Поле Н Д изменяется от точки к точке, т. к. изменяется набор соседних парамагнитных частиц и направление их магнитных моментов, что приводит к уширению линии ЭПР. Обменное взаимодействие, наоборот, стремится упорядочить направления спинов и, следовательно, уменьшает «хаотичность» ориентаций магнитных моментов парамагнитных частиц. Поэтому оно приводит к «обменному сужению» линии ЭПР.

  Движения ядер парамагнитных центров создают флуктуации электрического поля, влияющие на орбитальное движение электронов, что, в свою очередь, приводит к появлению флуктуаций локального магнитного поля, а следовательно, и к уширению линий ЭПР. Величина спин-решёточного взаимодействия уменьшается при понижении температуры, т. к. уменьшается амплитуда тепловых колебаний решётки ядер. Величина спин-спинового взаимодействия от температуры практически не зависит. Поэтому для ионов переходных металлов с большим вкладом орбитального момента линию ЭПР удаётся наблюдать только при низких температурах. Спектры ЭПР наблюдают при достаточно малой мощности переменного электромагнитного поля (10-2 —10-3 вт ), когда установившееся состояние мало отличается от равновесного. Если мощность велика и релаксационные процессы не в состоянии восстановить равновесное распределение, то населённости уровней выравниваются и наступает насыщение, обнаруживаемое по уменьшению поглощения (см. Квантовая электроника ). Эффект насыщения уровней используется для измерения времён парамагнитной релаксации.

  Экспериментальные методы. ЭПР наблюдается в диапазоне СВЧ. Интенсивность поглощения энергии увеличивается с ростом частоты, т. к. в соответствии с (3) при этом увеличивается различие в населённости уровней. Достаточно высокая чувствительность метода достигается на частоте v = 9000 Мгц. Это соответствует Н = 3200 э (величина магнитного поля, легко получаемая в лабораторных условиях). Использование мощных электромагнитов и сверхпроводящих соленоидов позволяет работать на частотах вплоть до n= 150000 Мгц (длина волны l = 2 мм ).

  Для измерения поглощения используют радиоспектрометры (спектрометры ЭПР), в которых при постоянной частоте и медленном изменении внешнего магнитного поля регистрируется изменение поглощаемой в образце мощности. В спектрометрах ЭПР прямого усиления высокочастотные колебания от клистрона по волноводному тракту подаются в объёмный резонатор (полость размером ~ l), помещенный между полюсами электромагнита. Прошедшие через резонатор или отражённые от него электромагнитные волны попадают на кристаллический детектор. Изменение поглощаемой в образце мощности регистрируется по изменению тока детектора. Для повышения чувствительности спектрометра внешнее магнитное поле модулируют с частотой 30 гц — 1 Мгц. При наличии в образце поглощения прошедшие или отражённые от резонатора СВЧ-волны также оказываются промодулированными. Промодулированный сигнал усиливается, детектируется и подаётся на регистрирующее устройство (осциллограф или самописец). При этом записываемый сигнал имеет форму производной от кривой поглощения (рис. 4 ). Чувствительность спектрометра ЭПР определяется уровнем тепловых шумов усилителя. В супергетеродинных спектрометрах на детектор подаётся мощность от дополнительного клистрона. Частота колебаний, генерируемых этим клистроном, отличается от частоты сигнального клистрона. Сигнал с детектора усиливается на разностной частоте 30—100 Мгц.

  Применение метода ЭПР. Наиболее хорошо изучены спектры ЭПР ионов переходных металлов. Для того чтобы устранить уширение линии, обусловленное дипольным взаимодействием с соседними парамагнитными ионами, измерения проводят на монокристаллах, являющихся диамагнитными диэлектриками, куда в качестве примесей (0,001%—0,1%) вводят парамагнитные ионы. Влияние окружающих ионов на парамагнитный ион рассматривают как действие точечных электрических зарядов. ЭПР наблюдают на заселённых нижних энергетических уровнях парамагнитного иона, получающихся в результате расщепления основного уровня электрическим полем окружающих зарядов (см. Кристаллическое поле ). В случае ионов редкоземельных элементов кристаллическое поле оказывается слабым по сравнению с взаимодействием электронов иона, т. к. парамагнетизм этих ионов обусловлен глубоко лежащими 4 f -электронами. Момент количества движения иона определяется суммой орбитального и спинового моментов основного уровня. В кристаллическом поле уровни с разной абсолютной величиной проекции полного магнитного момента не эквивалентны по энергии. Для ионов группы Fe, парамагнетизм которых обусловлен 3 d-электронами, кристаллическое поле оказывается сильнее спин-орбитального взаимодействия, определяющего энергетический спектр свободного иона. В результате максимальная величина проекции орбитального момента либо уменьшается, либо становится равной нулю. Принято говорить, что происходит частичное или полное «замораживание» орбитального момента.

  Симметрия кристаллического поля определяет симметрию g -фактора, а напряжённость кристаллического поля определяет его величину. Поэтому изучение g -фактора парамагнитных ионов позволяет исследовать кристаллические поля. По спектрам ЭПР можно определить также заряд парамагнитного иона, симметрию окружающих его ионов, что в сочетании с данными рентгеновского структурного анализа даёт возможность определить расположение парамагнитного иона в кристаллической решётке. Знание энергетических уровней парамагнитного иона позволяет сравнивать результаты ЭПР с данными оптических спектров и вычислять магнитные восприимчивости парамагнетиков.

  Метод ЭПР широко применяется в химии. В процессе химических реакций или под действием ионизирующих излучений могут образовываться молекулы, у которых хотя бы один электрон не спарен (незаполненная химическая связь). Эти молекулы, называются свободными радикалами, относительно устойчивы и обладают повышенной химической активностью. Их роль в кинетике химических реакций велика, а метод ЭПР — один из важнейших методов их исследования; g -фактор свободных радикалов обычно близок к значению g S , а ширина линии мала. Из-за этих качеств один из наиболее устойчивых свободных радикалов (a-дифинил-b -пикрилгидразил), у которого g = 2,0036, используется как стандарт при измерениях ЭПР.

  Изучение локализованных неспаренных электронов исключительно важно для исследования механизмов повреждения биологической ткани, образования промежуточных молекулярных форм в ферментативном или другом катализе . Поэтому метод ЭПР интенсивно используется в биологии, где с его помощью изучаются ферменты, свободные радикалы в биологических системах и металлоорганические соединения .

  В кристаллах делокализованные электроны и дырки могут захватываться дефектами и примесями, практически неизбежными в кристаллической решётке. Очень часто эти центры определяют окраску кристаллов (см. Центры окраски ). Метод ЭПР позволяет по расположению неспаренных электронов определить природу и локализацию центров окраски. В полупроводниках удаётся наблюдать ЭПР, вызываемый электронами, связанными на донорах.

  В металлах и полупроводниках наряду с циклотронным резонансом , обусловленным изменением орбитального движения электронов проводимости под действием переменного электрического поля СВЧ, возможен ЭПР, связанный с изменением ориентации спинов электронов проводимости. Наблюдение ЭПР на электронах проводимости затруднительно, т. к.: 1) доля неспаренных электронов проводимости мала (~kT/EF , где EF — Ферми энергия); 2) из-за скин-эффекта глубина проникновения электромагнитного поля в диапазоне СВЧ чрезвычайно мала (~ 10-3 —10-6 см ); 3) форма линии поглощения сильно искажена из-за скин-эффекта и диффузии электронов.

  ЭПР наблюдается в растворах и стеклах, содержащих ионы переходных металлов. Это позволяет судить о заряде парамагнитных ионов, строении сольватных оболочек и т. п. Спектр ЭПР в газах (O2 , NO, NO2 ) сложнее, что связано со спино-орбитальным взаимодействием, вращательным движением молекул и влиянием ядерного спина.

  Лит.: Альтшулер С. А., Козырев Б. М., Электронный парамагнитный резонанс соединений элементов промежуточных групп, 2 изд., М., 1972; Абрагам А., Блини Б., Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов, пер. с англ., т. 1—2, М., 1972—73; Пейк Д. Э., Парамагнитный резонанс, пер. с англ., М., 1965; Бальхаузен К., Введение в теорию поля лигандов, пер. с англ., М., 1964; Эткинс П., Саймоне М., Спектры ЭПР и строение неорганических радикалов, пер. с англ., М., 1970; Инграм Д., Электронный парамагнитный резонанс в свободных радикалах, пер. с англ., М., 1961; Ингрэм Д., Электронный парамагнитный резонанс в биологии, пер. с англ., М., 1972; Людвиг Дж., Вудбери Г., Электронный спиновой резонанс в полупроводниках, пер. с англ., М., 1964.

  В. Ф. Мещеряков.

Рис. 1. Изменение угла q прецессии магнитного момента m с частотой n1 = gH1 /2p в системе координат охуz , вращающейся вместе с полем H1 вокруг направления Н с частотой n = gH1 /2p.

Рис. 3. а — тонкая структура спектра ЭПР. Для случая S = 1 наблюдаются две линии поглощения в результате расщепления уровней при Н = 0; б — сверхтонкая структура спектра ЭПР.

Рис. 2. При hv = g?H происходит резонансное поглощение энергии переменного электромагнитного поля.

Рис. 4. Спектр ЭПР иона Mn2+ в кристалле метасиликата. Видны 5 групп линий тонкой структуры, соответствующих спину иона Mn2+ S = 5/2. Каждая группа состоит из 6 линий сверхтонкой структуры, обусловленной взаимодействием с ядерным спином I = 5/2.

(обратно)

Электронный проектор

Электро'нный прое'ктор, автоэлектронный микроскоп, безлинзовый электроннооптический прибор для получения увеличенного в 105 —106 раз изображения поверхности твёрдого тела. Э. п. был изобретён в 1936 немецким физиком Э. Мюллером. Основные части Э. п.: катод в виде острия с радиусом кривизны кончика ~10-7 —10-8 м; стеклянная сферическая или конусообразная колба, дно которой покрыто слоем люминофора; и анод в виде проводящего слоя на стенках колбы или проволочного кольца, окружающего катод. При прогреве острия его кончик становится монокристаллическим и приобретает округлённую форму. Колба вакуумируется (остаточное давление ~10-9 —10-11 мм рт. ст. ). Когда на анод подают положительное напряжение в несколько тыс. вольт относительно расположенного в центре колбы катода-острия, напряжённость электрического поля в непосредственной близости от кончика острия достигает 10-7 —10-8 в/см. Это обеспечивает интенсивную автоэлектронную эмиссию (см. Туннельная эмиссия ) с кончика катода. Электроны, ускоряясь в радиальных (относительно кончика) направлениях, бомбардируя экран и вызывая свечение люминофора, создают на экране увеличенное изображение поверхности катода, отражающее симметрию кристаллической структуры острия (см. рис. ). Увеличение в Э. п. равно отношению R/ br, где R — расстояние катод — экран, r — радиус кривизны острия, b — фактор, характеризующий отклонение формы эквипотенциальных поверхностей электрического поля от сферической. Разрешающую способность Э. п. ограничивают наличие тангенциальных составляющих скоростей автоэлектронов у кончика острия и (в меньшей степени) явление дифракции электронов. Предел разрешения Э. п. составляет (2—3)×10-7 см.

  Э. п. применяется для изучения автоэлектронной эмиссии металлов и полупроводников, определения работы выхода с разных граней монокристалла и пр. Для наблюдения фазовых переходов , изучения адсорбции атомов различных веществ на металлической или полупроводниковой поверхности и т. д. Э. п. используют весьма ограниченно, т. к. намного большие возможности в этих отношениях даёт применение ионного проектора.

Рис. 2a. Изображения поверхности вольфрамового острия радиусом 950 Å при увеличении в 106 раз в электронном проекторе (а). На изображении можно видеть только структуру кристаллических плоскостей.

Рис. 2б. Изображения поверхности вольфрамового острия радиусом 950 Å при увеличении в 106 раз в гелиевом ионном проекторе (б) при температуре 22 К. С помощью ионного проектора за счёт разрешения отдельных атомов (светлые точки на кольцах) можно различить бисерно-цепочечную структуру ступеней кристалической решётки.

(обратно)

Электронный прожектор

Электро'нный проже'ктор, см. в ст. Электронная пушка .

(обратно)

Электронный телескоп

Электро'нный телеско'п, редко применяемое в астрономии название телескопа, в котором приёмником радиации служит прибор фотоэлектронного изображения, например электроннооптический преобразователь .

(обратно)

Электронный умножитель

Электро'нный умно'жи'тель (ЭУ), электронное устройство для усиления потока электронов на основе вторичной электронной эмиссии . ЭУ либо входит в состав некоторых электровакуумных приборов (фотоэлектронных умножителей , электроннооптических преобразователей , ряда передающих телевизионных трубок— диссекторов , суперортиконов и др., а также приёмно-усилительных ламп) либо используется как самостоятельный прибор — приёмник электромагнитного излучения (в диапазоне длин волн l 0,1— 150 нм ) или частиц (электронов с энергиями до нескольких десятков кэв, ионов или нейтральных частиц с энергиями до нескольких Мэв ). Такие приёмники, обычно выполняемые с незащищенным (открытым) входным окном, называются ЭУ открытого типа. Их используют в установках, работающих в условиях естественного вакуума (при космических исследованиях), и в высоковакуумных измерит. устройствах (сканирующих электронных микроскопах , манометрах , масс-спектрометрах ).

  Различают ЭУ следующих основных типов: умножительные системы на дискретных электродах — динодах: канальные ЭУ (КЭУ) на непрерывных динодах с распределённым сопротивлением; системы из множества параллельных КЭУ, выполненные на основе т. н. микроканальных плат (МКП). В 60-х гг. 20 в. разработаны вакуумно-полупроводниковые («гибридные») ЭУ, в которых используется эффект размножения электронов в электронно-дырочных переходах при бомбардировке полупроводниковых кристаллов, содержащих такие переходы, электронами с энергиями, достаточными для образования в кристалле парных зарядов электрон — дырка.

  В ЭУ на дискретных. динодах (см. рис. ) электроны, ускоренные и сфокусированные электростатическим (иногда магнитостатическим) полем, ударяются о поверхность динодов, вызывая вторичную электронную эмиссию (коэффициент вторичной эмиссии s » 3—30). КЭУ (см. рис. ) представляют собой трубку (канал) из стекла с высоким содержанием свинца либо из керамики — прямую или изогнутую. К трубке прикладывают напряжение в несколько кв, в результате в её полости возникает электростатическое поле. Под действием этого поля попавшие в канал электроны ускоряются и, соударяясь со стенками, вызывают вторичную электронную эмиссию (s » 2). Число актов размножения вторичных электронов и общий коэффициент усиления КЭУ зависят от напряжения, длины трубки, её внутреннего диаметра (например, при длине трубки 20—75 мм, внутреннем диаметре 0,5—1,5 мм коэффициент усиления достигает 105 у прямых КЭУ и 107 у изогнутых). ЭУ на МКП представляет собой стеклянную пластину, пронизанную множеством (104 — 106 ) параллельных отверстий (каналов) диаметром 10—150 мкм, образующих сотовую структуру; коэффициент усиления 104 — 106 .

  Одно из специфических требований, предъявляемых к ЭУ с открытым входом, — способность сохранять рабочие параметры при соприкосновении его эмитирующих поверхностей с воздухом. Этому способствуют защитные свойства тонкой (2,5—5 нм ) окисной эмиссионной плёнки (BeO, Al2 O3 ). Катод ЭУ с открытым входом (располагается во входной части) — обычно сплавной (CuBe, AgMgO). Эффективность катода оценивают числом эмиттируемых им электронов в расчёте на 100 квантов падающего электромагнитного излучения (квантовая эффективность) либо в расчёте на 1 бомбардирующую частицу (коэффициент вырывания). Квантовая эффективность для излучения с l = 70 нм составляет около 20 (спадая до 0,1 при l = 200 нм ), для мягкого рентгеновского излучения — примерно 1—5. Коэффициент вырывания, например для катодов на основе AgMgO, растет с увеличением энергии ионов в диапазоне 2—10 кэв приблизительно от 1 до 5; при дальнейшем росте энергии наступает насыщение.

  Лит.: Тютиков А. М., Электронные умножители открытого типа, «Успехи физических наук», 1970, т. 100, в. 3; Берковский А. Г., Гаванин В. А., 3айдель И. Н., Вакуумные фотоэлектронные приборы, М., 1976.

  В. А. Гаванин.

Размножение электронов в канальном электронном умножителе: знаками + и - обозначены полярности приложенного к каналу напряжения; стрелками показаны траектории электронов.

Структурные схемы фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) с линейными динодными системами: а — с корытообразными динодами; б — с жалюзийными динодами; Ф — световой поток; К — фотокатод; В — фокусирующие электроды катодной (входной) камеры; Э — диноды; А — анод; штрихпунктирными линиями изображены траектории электронов.

(обратно)

Электронных вычислительных машин единая система

Электро'нных вычисли'тельных маши'н еди'ная систе'ма (ЕС ЭВМ), комплекс стационарных цифровых вычислительных машин третьего поколения (на интегральных микросхемах) с широким диапазоном производительности (от десятков тысяч до нескольких млн. операций в 1 сек ). Разработка и серийное производство ЕС ЭВМ осуществлены совместно специалистами НРБ, ВНР, ГДР, ПНР, СССР и ЧССР.

  Для ЕС ЭВМ характерны программная совместимость (возможность выполнения программы, составленной для одной модели ЕС ЭВМ, на др. моделях системы), расширенная номенклатура периферийных устройств и развитая система. Программная совместимость достигается единством принципов построения всех ЭВМ, общей системой кодирования данных и единым составом инструкций; это позволяет иметь общую операционную систему и составлять программы, не ориентированные на конкретную ЭВМ системы. Аппаратные и программные средства обеспечивают работу ЭВМ в режимах мультипрограммном, пакетной обработки, реального масштаба времени, диалоговом, с разделением времени, а также в режиме «запрос — ответ ».

  Все ЭВМ единой системы построены по модульному принципу на основе стандартной системы связей между устройствами. Такое конструктивное решение обеспечивает однородность и преемственность технических средств ЕС ЭВМ, позволяет создавать вычислительные системы различной конфигурации с изменением её в процессе эксплуатации, повышать производительность путём замены центрального процессора другим процессором из набора ЕС ЭВМ, расширять объём оперативной памяти и состав периферийных устройств.

  ЕС ЭВМ постоянно совершенствуется и развивается; в 1977—78 в стадии разработки и освоения находятся ещё 6 ЭВМ: ЕС-1015, ЕС-1025, ЕС-1035, ЕС-1045, ЕС-1055, ЕС-1065.

  Ядром каждой ЭВМ является процессор, состоящий из центрального устройства управления (ЦУУ), арифметико-логического устройства (АЛУ) и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) (конструктивно ОЗУ может либо входить в состав процессора либо представлять собой самостоятельное устройство). Процессоры имеют систему прерываний программы и позволяют осуществлять многопрограммную работу ЭВМ, а также совместную работу периферийных устройств. Обмен данными между процессором и периферийными устройствами производится через селекторные и мультиплексные каналы. Сопряжение устройств управления с каналами обеспечивается стандартной системой связей с унифицированными конструктивными и логическими элементами и стандартизованными сигналами.

  В состав периферийного оборудования входят запоминающие устройства: на магнитных барабанах (ёмкостью 2 и 16 Мбайт), на постоянных (несменяемых) магнитных дисках (100 Мбайт), со сменными пакетами магнитных дисков (7,25 и 29 Мбайт), на магнитных лентах (20—40 Мбайт) и на магнитных картах (125 Мбайт); устройства ввода — вывода данных: на перфолентах (скорость ввода 1000 и 1500 строк в сек, вывода — 100, 150, 200 строк в сек ), на перфокартах (ввод — 500, 1000, 1500, 2000 карт в мин, вывод— 100, 250 карт в мин ); алфавитно-цифровые печатающие устройства (скорость печати 600, 900 и 1100 строк в мин ), планшетные и рулонные графопостроители; устройства непосредственной связи человека-оператора с ЭВМ (алфавитно-цифровые и графические дисплеи, электрические пишущие машины). Отдельную группу составляют устройства подготовки данных.

  Для создания вычислительных систем коллективного пользования (см. Сеть вычислительных центров ) в составе ЕС ЭВМ имеются средства телеобработки данных, в том числе аппаратура передачи данных (модемы, устройства защиты от ошибок, вызывные устройства), устройства сопряжения каналов с аппаратурой передачи данных, абонентские пункты (терминалы ), оснащенные устройствами ввода — вывода информации и её отображения. Программное обеспечение ЕС ЭВМ реализуется в виде операционных систем, которые обеспечивают эффективное функционирование ЭВМ независимо от её конфигурации и характера решаемых задач, управляют прохождением заданий, повышают производительность ЭВМ за счёт реализации различных режимов её работы (например, мультипрограммного), распределяют вычислительные ресурсы между выполняемыми программами, контролируют работу технических средств. На основе ЕС ЭВМ можно создавать многопроцессорные н многомашинные комплексы для решения разнообразных задач в области организации, управления, планирования и учёта, обработки и анализа больших массивов информации, научных, технических и инженерных расчётов и т. д.

Основные характеристики ЭВМ единой системы

Параметры ЭВМ Тип ЭВМ, страна-изготовитель, год разработки ЕС-1010 ЕС-1020 ЕС-1021 ЕС-1030 ЕС-1040 ЕС-1050 ЕС-1022 ЕС-1032 ЕС-1033 ЕС-1060 ВНР, 1972 СССР, 1971 ЧССР, 1972 СССР, ПНР, 1971 ГДР, 1971 СССР, 1972 СССР, 1975 ПНР, 1975 СССР, 1977 СССР, 1977 Процессор: производительность, тыс. операций в 1 сек 10 20 40 100 350 500 80 200 200 2000 разрядность 18 8 64 32 64 64 8 32 32 64 Оперативная память: ёмкость, кбайт 8—64 64—256 16—64 256—512 128—1024 256—1024 128—512 128—1054 512—1024 2048—8192 цикл обращения, мксек 1,0 2,0 2 1,25 1,00 1,25 2 1,2 1,25 0,65 Селекторные каналы: количество 1 2 2 3 6 6 2 3 3 2 скорость передачи, кбайт/сек 200 800 250 800 1250 1250 500 1100 800 1300 Мультиплексный канал: скорость передачи, кбайт/сек : монопольный режим 200 100 220 300 670 670 300 470 350 670 мультиплексный режим 30 16 35 40 110 110 40 145 70 110 число разделённых подканалов 135 128 128 128 192 192 128 196 256 224 Потребляемая мощность, ква 12 21 13 27 60 100 25 23 25 80

  Лит.: Шелихов А. А., Селиванов Ю. П., Вычислительные машины, М., 1973; Единая система ЭВМ, под ред. А. М. Ларионова, М., 1974; Система документации единой системы ЭВМ, под ред. А. М. Ларионова, М., 1975.

  В. Н. Квасницкий.

(обратно)

Электронограф

Электроно'граф, прибор для исследования атомного строения твёрдых тел и газовых молекул с помощью дифракции электронов (см. Электронография ). Э. — вакуумный прибор, его схема аналогична схеме электронных микроскопов . В колонне, основном узле Э., электроны, испускаемые катодом — раскалённой вольфрамовой нитью, разгоняются высоким напряжением (20—1000 кв — быстрые электроны и до 1 кв — медленные электроны). С помощью диафрагм и магнитных линз формируется узкий электронный пучок, который направляется в камеру объектов на исследуемый образец, установленный на специальном столике. Рассеянные электроны попадают в фотокамеру и на фотопластинке (или экране) создаётся дифракционная картина (электронограмма), которую можно рассматривать как визуально, так и с помощью вмонтированного в Э. микроскопа. Э. снабжают различными устройствами для нагревания, охлаждения, испарения образца, для его деформации и т. д.

  Э. включает в себя также вакуумную систему и блок электропитания, который содержит источники накала катода, высокого напряжения, питания электромагнитных линз и различных устройств, расположенных в камере объектов. Питающее устройство обеспечивает изменение ускоряющего напряжения по ступеням (например, в Э. «ЭР-100» 4 ступени: 25, 50, 75 и 100 кв ). Разрешающая способность Э. составляет тысячные доли Ǻ и зависит от энергии электронов, сечения электронного пучка и расстояния от образца до экрана, которое в современных Э. может изменяться в пределах 200—600 мм. В конструкции Э. предусмотрена система непосредственной регистрации интенсивности рассеянных электронов с помощью цилиндра Фарадея или вторичного электронного умножителя открытого типа.

  В приборе, предназначенном для исследования дифракции медленных электронов, требуется поддерживать в колонне вакуум 10-8 —10-9 мм рт. ст.

  Лит.: Кушнир Ю. М., Алексеев Н. В., Левкин Н. П., Современные электронографы, «Приборы и техника эксперимента», 1967, № 1; Дворянкин В. Ф., Митягин А. Ю., Дифракция медленных электронов — метод исследования атомной структуры поверхностей, «Кристаллография», 1967, т. 12, в. 6. См. также лит. к ст. Электронография .

  Р. М. Имамов.

(обратно)

Электронография

Электроногра'фия (от электрон и ...графия ), метод изучения структуры вещества, основанный на рассеянии ускоренных электронов исследуемым образцом. Применяется для изучения атомной структуры кристаллов, аморфных тел и жидкостей, молекул в газах и парах. Физическая основа Э. — дифракция электронов (см. Дифракция частиц ); при прохождении через вещество электроны, обладающие волновыми свойствами (см. Корпускулярно-волновой дуализм ), взаимодействуют с атомами, в результате чего образуются отдельные дифрагированные пучки. Интенсивности и пространственное распределение этих пучков находятся в строгом соответствии с атомной структурой образца, размерами и ориентацией отдельных кристалликов и другими структурными параметрами. Рассеяние электронов в веществе определяется электростатическим потенциалом атомов, максимумы которого в кристалле отвечают положениям атомных ядер.

  Электронографические исследования проводятся в специальных приборах — электронографах и электронных микроскопах ; в условиях вакуума в них электроны ускоряются электрическим полем, фокусируются в узкий светосильный пучок, а образующиеся после прохождения через образец пучки либо фотографируются (электронограммы), либо регистрируются фотоэлектрическим устройством. В зависимости от величины электрического напряжения, ускоряющего электроны, различают дифракцию быстрых электронов (напряжение от 30—50 кэв до 1000 кэв и более) и дифракцию медленных электронов (напряжение от нескольких в до сотен в ).

  Э. принадлежит к дифракционным структурным методам (наряду с рентгеновским структурным анализом и нейтронографией ) и обладает рядом особенностей. Благодаря несравнимо более сильному взаимодействию электронов с веществом, а также возможности создания светосильного пучка в электронографе, экспозиция для получения электронограмм обычно составляет около секунды, что позволяет исследовать структурные превращения, кристаллизацию и т. д. С другой стороны, сильное взаимодействие электронов с веществом ограничивает допустимую толщину просвечиваемых образцов десятыми долями мкм (при напряжении 1000—2000 кэв максимальная толщина несколько мкм ).

  Э. позволила изучать атомные структуры огромного числа веществ, существующих лишь в мелкокристаллическом состоянии. Она обладает также преимуществом перед рентгеновским структурным анализом в определении положения лёгких атомов в присутствии тяжёлых (методам нейтронографии доступны такие исследования, но лишь для кристаллов значительно больших размеров, чем для исследуемых в Э.).

  Вид получаемых электронограмм зависит от характера исследуемых объектов. Электронограммы от плёнок, состоящих из кристалликов с достаточно точной взаимной ориентацией или тонких монокристаллических пластинок, образованы точками или пятнами (рефлексами) с правильным взаимным расположением. При частичной ориентации кристалликов в плёнках по определённому закону (текстуры ) получаются отражения в виде дуг (рис. 1 ). Электронограммы от образцов, состоящих из беспорядочно расположенных кристалликов, образованы аналогично дебаеграммам равномерно зачернёнными окружностями, а при съёмке на движущуюся фотопластинку (кинематическая съёмка) — параллельными линиями. Перечисленные типы электронограмм получаются в результате упругого, преимущественно однократного, рассеяния (без обмена энергией с кристаллом). При многократном неупругом рассеянии возникают вторичные дифракционные картины от дифрагированных пучков (рис. 2 ). Подобные электронограммы называются кикучи-электронограммами (по имени получившего их впервые японского физика). Электронограммы от молекул газа содержат небольшое число диффузных ореолов.

  В основе определения элементарной ячейки кристаллической структуры и её симметрии лежит измерение расположения рефлексов на электронограммах. Межплоскостное расстояние d в кристалле определяется из соотношения:

  d = L l/r,

  где L — расстояние от рассеивающего образца до фотопластинки, l — дебройлевская длина волны электрона, определяемая его энергией, r — расстояние от рефлекса до центрального пятна, создаваемого нерассеянными электронами. Методы расчёта атомной структуры кристаллов в Э. аналогичны применяемым в рентгеновском структурном анализе (изменяются лишь некоторые коэффициенты). Измерение интенсивностей рефлексов позволяет определить структурные амплитуды |Fhkl |. Распределение электростатического потенциала j(x, у, z ) кристалла представляется в виде ряда Фурье:

(h, k, l — миллеровские индексы , W — объём элементарной ячейки). Максимальные значения j(x, у, z ) соответствуют положениям атомов внутри элементарной ячейки кристалла (рис. 3 ). Таким образом, расчёт значений j(x, у, z ), который обычно осуществляется ЭВМ, позволяет установить координаты х, у, z атомов, расстояния между ними и т. п.

  Методами Э. были определены многие неизвестные атомные структуры, уточнены и дополнены рентгеноструктурные данные для большого числа веществ, в том числе множество цепных и циклических углеводородов, в которых впервые были локализованы атомы водорода, молекулы нитрилов переходных металлов (Fe, Cr, Ni, W), обширный класс окислов ниобия, ванадия и тантала с локализацией атомов N и О соответственно, а также 2- и 3-компонентных полупроводниковых соединений, глинистых минералов и слоистых структур. При помощи Э. можно также изучать строение дефектных структур. В комплексе с электронной микроскопией Э. позволяет изучать степень совершенства структуры тонких кристаллических плёнок, используемых в различных областях современной техники. Для процессов эпитаксии существенным является контроль степени совершенства поверхности подложки до нанесения плёнок, который выполняется с помощью кикучи-электронограмм: даже незначительные нарушения её структуры приводят к размытию кикучи-линий.

  На электронограммах, получаемых от газов, нет чётких рефлексов (т. к. объект не обладает строго периодической структурой) и их интерпретация осуществляется др. методами.

  Интенсивность каждой точки этих электронограмм определяется как молекулой в целом, так и входящими в неё атомами. Для структурных исследований важна молекулярная составляющая, атомную же составляющую рассматривают как фон и измеряют отношение молекулярной интенсивности к общей интенсивности в каждой точке электронограммы. Эти данные позволяют определять структуры молекул с числом атомов до 10—20, а также характер их тепловых колебаний в широком интервале температур. Таким путём изучено строение многих органических молекул, структуры молекул галогенидов, окислов и других соединений. Аналогичным методом проводят анализ атомной структуры ближнего порядка (см. Дальний порядок и ближний порядок ) в аморфных телах, стеклах и жидкостях.

  При использовании медленных электронов их дифракция сопровождается эффектом Оже и другими явлениями, возникающими вследствие сильного взаимодействия медленных электронов с атомами. Недостаточное развитие теории и сложность эксперимента затрудняют однозначную интерпретацию дифракционных картин. Применение этого метода целесообразно в сочетании с масс- и Оже-спектроскопией для исследования атомной структуры адсорбированных слоев, например газов, и поверхностей кристаллов на глубину нескольких атомных слоев (на 10—30 ). Эти исследования позволяют изучать явления адсорбции, самые начальные стадии кристаллизации и т. д.

  Лит.: Пинскер З. Г., Дифракция электронов, М. — Л., 1949; Вайнштейн Б. К., Структурная электронография, М., 1956; Звягин Б. Б., Электронография и структурная кристаллография глинистых минералов, М., 1964.

  З. Г. Пинскер.

Рис. 2. Кикучи-электронограмма, полученная методом «на отражение» (симметрично расположены тёмные и светлые кикучи-линии).

Рис. 1. Электронограмма, полученная от текстуры.

Рис. 3. Электрический потенциал молекулы дикетопиперазина в кристаллической структуре, полученный путём трёхмерного Фурье-синтеза; а и б - оси симметрии молекулы, непрерывной линией показаны эквипотенциальные поверхности, сгущение линий соответствует положениям атомов.

(обратно)

Электронография молекул

Электроногра'фия моле'кул, изучение атомной структуры молекул методом электронографии . Э. м. в газах и парах, а также электронография молекулярных кристаллов, аморфных тел и жидкостей позволила получить новые и уточнить имеющиеся данные о строении молекул многих химических соединений.

(обратно)

Электронож

Электроно'ж (мед.), аппарат для операционных разрезов мягких тканей током высокой частоты или для коагуляции их с целью остановки кровотечения. Состоит из генератора токов высокой частоты и комплекта электродов (в виде прямых и изогнутых ножей, петель, пластин и др.). См. также Диатермокоагуляция , Электрохирургия .

(обратно)

Электрооборудование зданий

Электрообору'дование зда'ний , совокупность электротехнических устройств, устанавливаемых в зданиях и предназначаемых для электроснабжения систем водоснабжения, вентиляции, кондиционирования воздуха, искусственного освещения и др., а также для подвода электроэнергии к бытовым электроприборам. К Э. з. относятся устройства внутреннего электроснабжения, электроустановки инженерного оборудования , осветительные установки. Внутреннее электроснабжение осуществляется вводно-распределительными устройствами (ВРУ) по внутренним электрическим сетям, имеет аппаратуру и приборы защиты, управления, коммутации и учёта расхода электроэнергии. ВРУ размещают в месте ввода в здание питающих линий преимущественно напряжением 380/220 в. На вводной части ВРУ обычно устанавливают трёхполюсные рубильники (или переключатели) и аппаратуру защиты. В состав распределительной части ВРУ входят устройства защиты отходящих от него питающих линий и приборы учёта расхода электроэнергии. Вертикальные части (стояки) питающих линий служат для разводки электроэнергии по этажам и квартирам через групповые линии питания электроприёмников. В жилых зданиях обычно имеются 3 групповые линии: общего освещения, штепсельных розеток на ток 6 а (для подключения бытовых электроприборов мощностью до 1,3 квт ) и штепсельных розеток с заземляющим контактом на ток 10 и 25 а (для питания приборов мощностью до 4 квт ). Электроплиты подключают к 3-й групповой линии через дополнительное штепсельное соединение. Для питания электроустановок инженерного оборудования и осветительных установок прокладывают отдельные стояки, имеющие в начале линии автоматические выключатели или плавкие предохранители.

  Лит.: Электрические сети жилых зданий, М., 1974; Справочная книга для проектирования электрического освещения, под ред. Г. М. Кнорринга, Л., 1976.

  Е. И. Афанасьева.

(обратно)

Электрооборудование транспортных машин

Электрообору'дование тра'нспортных маши'н, комплекс электрических устройств для получения, распределения и использования электроэнергии. В качестве источников тока на транспортных машинах применяются главным образом аккумуляторные батареи и генераторы электромашинные . Номенклатура и число потребителей электроэнергии зависят от конструктивных особенностей и условий эксплуатации различных транспортных средств. Например, на мотоциклах потребителями электроэнергии являются свечи зажигания и фары , на автомобилях, тракторах и т. п., кроме того,— стартеры , осветительные, контрольно-измерительные и сигнальные приборы, аппараты и приборы, повышающие комфортабельность, и др. На подвижном составе железных дорог источники электроэнергии используются для питания сигнальных устройств, систем освещения, приводов вентиляторов и компрессоров, а также вспомогательного и специального оборудования (электронагреватели, пылесосы, радиоаппаратура, в специальных поездах — станки, электроинструмент) и т. д., на летательных аппаратах электроэнергию потребляют приборы и другие средства управления, системы пуска двигателей, освещения, сигнализации и др. На судах потребителями электроэнергии являются двигатели приводов грузовых кранов, брашпилей, насосов, вентиляторов, механизмов машинного отделения, приборы управления, связи и освещения, навигационное оборудование и т. д. Электрическая сеть, связывающая источники тока с потребителями электроэнергии, в некоторых случаях (на судах) может составлять несколько сотен км кабелей и проводов , насчитывать нескольких тысяч различных распределительных устройств (см. Электрический аппарат ).

  Лит.: Галкин Ю. М., Электрооборудование автомобилей и тракторов, 2 изд., М., 1967; Банников С. П., Электрооборудование автомобилей, М., 1977; Ащеулов В. П., Бабаев А. М., Белькевич А. И., Судовые электросети и приборы управления, Л., 1970; Эксплуатация судового электрооборудования, М., 1975; Паленый Э. Г., Оборудование самолетов, М., 1968; Электроснабжение летательных аппаратов, М., 1975.

  В. И. Рытченко.

(обратно)

Электрооптика

Электроо'птика, раздел физики, в котором изучаются изменения оптических свойств сред под действием электрического поля и вызванные этими изменениями особенности взаимодействия оптического излучения (света) со средой, помещенной в поле. К Э. обычно относят эффекты, связанные с зависимостью преломления показателя n среды от напряжённости электрического поля Е (см. Поккельса эффект , Керра эффект , Штарка эффект ).

(обратно)

Электрооптический дальномер

Электроопти'ческий дальноме'р, светодальномер, прибор для измерения расстояний по времени прохождения измеряемого расстояния электромагнитными волнами оптического или инфракрасного диапазонов. Э. д. делятся на импульсные и фазовые (в зависимости от того, каким способом определяют время прохождения световым импульсом расстояния до объекта и обратно). Э. д. первого вида измеряют расстояние по времени между моментом испускания импульса передатчиком и моментом возвращения импульса, приходящего от отражателя, установленного на конце измеряемой линии, второго вида — по разности фаз посылаемого синусоидально модулированного излучения и принятого. Наибольшее распространение получили фазовые Э. д., упрощённая блок-схема которых дана на рис. Источниками света ранее служили лампы накаливания (3— 30 вт ) и газосветные лампы (50—100 вт ), ныне — газовые и полупроводниковые оптические квантовые генераторы (ОКГ). В Э. д. обычно применяют амплитудную модуляцию с частотами в 10—80 мгц, при которой разности фаз в 1° соответствует изменение расстояния менее, чем на 1 см. Конструктивно модулятор н демодулятор одинаковы, их действие основано на использовании Керра эффекта или Поккельса эффекта . Модулирующее световой поток переменное напряжение вырабатывает генератор масштабной частоты, называется так потому, что соответствующая ей длина волны определяет масштаб перевода разности фаз в расстояния. Промодулированный свет линзовой или зеркально-линзовой оптической системой формируется в узконаправленный пучок, посылаемый на отражатель. Отражённый свет фокусируется на демодулятор оптической системой, аналогичной передающей. Регистрируемая индикатором разности фаз интенсивность на выходе демодулятора зависит от соотношения фаз в принятом световом сигнале и в управляющем демодулятором напряжении; фазовращатель позволяет установить заданное соотношение и отсчитать полученную разность фаз, по которой и вычисляется расстояние. Индикатором разности фаз может служить глаз наблюдателя (Э. д. с визуальной индикацией) или фотоэлектрическое устройство со стрелочным прибором на выходе.

  Дальность действия Э. д. доходит до 50 км, средняя квадратическая погрешность составляет ± (1+0,2Д км ) см, где Д — расстояние, масса комплекта 30—150 кг, потребляемая мощность 5—150 вт.

  Лит.: ГОСТ 19223—73. Светодальномеры. Типы. Основные параметры и технические требования; Генике А. А., Ларин Б. А., Назаров В. М., Геодезические Базовые дальномеры, М., 1974; Литвинов Б. А., Лобачев В. М., Воронков Н. Н., Геодезическое инструментоведение, [2 изд.], М., 1971; Кондрашков А. В., Электрооптические и радиогеодезические измерения, М., 1972.

  Г. Г. Гордон.

Блок-схема электрооптического дальномера.

(обратно)

Электрооптический эффект

Электроопти'ческий эффект, изменение оптических свойств вещества под действием электрического поля. Различают: 1) линейный Э. э., называется Поккельса эффектом ; 2) квадратичный Э. э., называется Керра эффектом . См. также Электрооптика .

(обратно)

Электроосмос

Электроо'смос (от электро... и греч. osmós — толкание, давление), электроэндоосмос, движение жидкости через капилляры или пористые диафрагмы при наложении внешнего электрического поля. Э. — одно из основных электрокинетических явлений . Э. используют для удаления избыточной влаги из почв при прокладке транспортных магистралей и гидротехническом строительстве, для сушки торфа, а также для очистки воды, технических жидкостей и др.

(обратно)

Электроотрицательность

Электроотрица'тельность атома, величина, характеризующая способность атома в молекуле притягивать электроны, участвующие в образовании химической связи. Известно несколько способов вычисления Э. Так, согласно Р. Малликену (1935), мерой Э. может служить сумма ионизационного потенциала атома и его сродства к электрону ; Л. Полинг предложил (1932) другой, более сложный способ вычисления Э. (см. в ст. Химическая связь ). Оказалось, однако, что все способы практически приводят к одинаковым результатам. Зная Э., можно приближённо оценить распределение электронной плотности в молекулах многих химических веществ, например определить полярность ковалентной связи .

(обратно)

Электроофтальмия

Электроофтальми'я (от электро... и офтальмия ), поражение глаз при достаточно длительном и интенсивном действии ультрафиолетовых и других лучей во время электро- или газовой сварки, киносъёмки и т. п. Проявляется гиперемией и отёком конъюнктивы, слезотечением, светобоязнью, спазмом век. При поражении роговицы в ней наблюдаются точечные инфильтраты — помутнения, поверхностное отторжение эпителия. Профилактика: применение специальных защитных очков (светофильтров).

(обратно)

Электропередача

Электропереда'ча, совокупность электрических установок и устройств, обеспечивающих передачу электрической энергии на расстояние. В состав Э. входят понижающие и повышающие трансформаторы, воздушные и (или) кабельные линии электропередачи (ЛЭП), высоковольтные выключатели, аппаратура защиты и противоаварийной автоматики. Возможность передачи значительных количеств электроэнергии на расстояние определяется пропускной способностью Э., которая зависит от напряжения и протяжённости ЛЭП, обеспечения устойчивости её режима, условий эксплуатации, величины допустимых потерь и т. д. Повышение пропускной способности Э. связано, главным образом, с увеличением напряжения ЛЭП (см. Высоких напряжений техника , Передача электроэнергии ).

  Лит.: Электрические системы, под ред. В. А. Веникова, т. 3, М., 1972.

(обратно)

Электропирексия

Электропирекси'я (от электро... и греч. pyréssein — быть в жару, лихорадить), метод лечения искусственной лихорадкой , вызываемой электрическим полем УВЧ или высокочастотным магнитным полем (индуктопирексия); разновидность пиротерапии , позволяющая регулировать температуру тела во время лечебной процедуры. В результате поглощения тканями организма энергии электрического или магнитного полей температура тела повышается до 38—40°С. Проводят Э. с помощью стационарных аппаратов «УВЧ-ЗОО», «Экран-1» и «ДКВ-2». Применяют при хронических полиартритах, гинекологических заболеваниях и др.

(обратно)

Электроплавка

Электропла'вка, см. Электрометаллургия .

(обратно)

Электропогрузчик

Электропогру'зчик, колёсный погрузчик периодического действия с приводом от аккумуляторной батареи. Э. общего назначения применяется для работы в помещениях, ж.-д. вагонах и на открытых площадках с твёрдым и ровным покрытием. Основное рабочее оборудование Э. — грузоподъёмник с вилочным захватом. Грузоподъёмник состоит из вертикальной рамы, внутри которой на цепи перемещается с помощью гидроцилиндра каретка с установленными на ней вилами (см. рис. при ст. Погрузчик ). Рама укреплена на шасси Э. шарнирно и может наклоняться с помощью другого гидроцилиндра вперёд на 3—5° при подхвате и выдаче грузов и назад на 8—15° при их транспортировании. Помимо вилочного захвата применяются штыревой захват для работы с грузами тороидальной формы (автопокрышки, трос в бухтах, проволока в мотках), различные зажимы с грузозахватными челюстями плоской или полукруглой формы для работы с бочками, рулонами, ящиками и пр. Для обслуживания высокорасположенных объектов и для ремонтных работ Э. оснащаются рабочей подъёмной платформой, а для удобства штабелирования грузов — сталкивателем. Шасси Э. выполняют по трёх- и четырёхопорной схемам на пневматических или монолитных массивных шинах. Всё электрооборудование, включая электродвигатели механизма передвижения и привода насосов, работает на постоянном токе напряжением 24—50 в. Основные параметры вилочных Э.: грузоподъёмность 0,5—5 т, высота подъёма вил до 4,5 м, наибольшая скорость подъёма груза 12 м/мин, наибольшая транспортная скорость с грузом 12 км/ч. Грузоподъёмность специального Э. достигает 40 т и более.

  Среди специальных Э. широкое применение получили электроштабелёр (см. Штабелёр ) и Э. с боковым выдвижным грузоподъёмником, транспортирующий длинномерные грузы.

  Лит. см. при ст. Погрузочно-разгрузочная машина .

  Е. М. Стариков.

(обратно)

Электропоезд

Электропо'езд, разновидность мотор-вагонного поезда, моторные вагоны которого получают энергию от электрической сети. Используются в основном на линиях с большим потоком пассажиров (пригородное ж.-д. сообщение, метрополитен). В состав Э. могут входить моторные и прицепные вагоны (из них 2 головных). Общее число вагонов 4—12, причём моторными могут быть как все (характерно для метрополитена ), так и часть вагонов (см. также Моторвагонный подвижной состав ). На Прибалтийской ж. д. эксплуатируется небольшое количество так называемых контактно-аккумуляторных Э., тяговые двигатели которых на неэлектрифицированных участках пути питаются от аккумуляторных батарей.

  На пригородных железных дорогах СССР наиболее распространены 10-вагонные (из них 5 моторных) Э. серий ЭР2 и ЭР9П (см. табл.).

Электропоезд ЭР2 ЭР9П Род тока постоянный переменный Напряжение в контактной сети, кв 3 25 Масса моторного вагона, т 54,6 59 Масса прицепного вагона, т 38,3 37 Масса головного вагона, т 40,9 39 Длина вагона, м 19,6 19,6 Общая мощность тяговых электродвигателей, квт 4000 3600

  Каждый вагон имеет механическую часть, электрическое и пневматическое оборудование. Механическая часть состоит из цельнометаллического кузова, работающего как единая конструкция, и двух сварных тележек с двумя колёсными парами каждая. Электрооборудование включает тяговые электродвигатели постоянного тока (по 4 в каждом моторном вагоне), токосъёмники , преобразователи напряжения для питания низковольтных вспомогательных приборов и оборудования (например, вентиляции и освещения), а у Э. переменного тока — силовые трансформаторы и выпрямители для питания электродвигателей. Часть Э. оборудуются устройствами для торможения электрического . Пневматическое оборудование включает компрессоры и баллоны со сжатым воздухом для тормозной системы и автоматического открывания дверей. Для машинистов в головных (концевых) вагонах оборудуются кабины с необходимой контрольной аппаратурой и устройствами управления.

  Современные Э. — надёжное, экономичное и скоростное транспортное средство: расход электроэнергии менее 40 (вт ·ч )/ (т ·км ) при частых остановках, т. е. при больших затратах энергии на разгон и торможение. В СССР проходит испытания Э. ЭР200 с конструкционной (допустимой конструкцией Э.) скоростью 200 км/ч. Этот Э. состоит из 14 вагонов (в т. ч. 12 моторных), число мест 816. Мощность его тяговых электродвигателей 10320 квт. Э. оборудован автомашинистом, электрическими, магниторельсовыми и дисковыми электропневматическими тормозами. В Японии эксплуатируются Э., скорость движения которых выше 200 км/ч.

(обратно)

«Электропривод»

«Электропро'вод», завод производственного объединения «Москабель», образованного в 1975; одно из старейших предприятий электротехнической промышленности СССР (г. Москва). Выпускает силовые, контрольные морские, радиочастотные, шланговые электрические кабели, провода, осветительные шнуры и др. Часть продукции экспортируется. Предприятие основано в 1785, принадлежало фирме «Владимир Алексеев» (с 1862), затем «Московскому товариществу торговли и золотоканительного производства» (с 1894). В начале 1900-х гг. реконструировано, построен первый в России цех алмазного волочильного инструмента. Выпускало (1916) «голые» электрические провода, изолированные проводники, освинцованные кабели, а также автомобильные свечи, электрические лампы и др., было создано производство эмалированной проволоки; разработаны также многожильные телефонные кабели на 1200 пар. Рабочие завода активно участвовали в Революции 1905—07 (на его территории находился боевой штаб рабочих дружин и склад оружия) и Октябрьской революции 1917. В 1924—33 объединено с заводом «Москабель». На основе исследовательских работ завода по химии и металлургии тугоплавких металлов было организовано производство вольфрама и молибдена, нитей накаливания для электрических ламп и проволоки из этих материалов (1925—26). В 1929—40 выпускал продукцию для новостроек первых пятилеток; в период Великой Отечественной войны 1941—45 — для фронта и оборонной промышленности. В 1943 разработаны высокочастотные (радиолокационные) кабели и освоено их промышленное производство. В 50—60-е гг. в результате реконструкции были механизированы и автоматизированы производственные процессы, введены в действие высокопроизводительные агрегаты непрерывной вулканизации, осуществлен переход на прогрессивные виды изоляционных материалов (полиэтилен, фторопласт, кремнийорганическая резина и др.). Это позволило увеличить валовой выпуск продукции в 1966—75 в 2 раза.

  Лит.: Ламан Н. К., Кречетникова Ю. И., История завода «Электропровод», М., 1967.

  Н. К. Ламан.

(обратно)

Электропривод

Электропри'вод, электрический привод, совокупность устройств для преобразования электрической энергии в механическую и регулирования потока преобразованной энергии по определённому закону. Э. является наиболее распространённым типом привода .

  Историческая справка. Создание первого Э. относится к 1838, когда в России Б. С. Якоби произвел испытания электродвигателя постоянного тока с питанием от аккумуляторной батареи, который был использован для привода гребного винта судна. Однако внедрение Э в промышленность сдерживалось отсутствием надежных источников электроэнергии. Даже после создания в 1870 промышленного электромашинного генератора постоянного тока работы по внедрению Э. имели лишь частное значение и не играли заметной практической роли. Начало широкого промышленного применения Э связано с открытием явления вращающегося магнитного поля и созданием трехфазного асинхронного электродвигателя , сконструированного М. О. Доливо-Добровольским . В 90-х гг. широкое распространение на промышленных предприятиях получил Э., в котором использовался асинхронный электродвигатель с фазным ротором для сообщения движения исполнительным органам рабочих машин. В 1890 суммарная мощность электродвигателей по отношению к мощности двигателей всех типов, применяемых в промышленности, составила 5%, уже в 1927 этот показатель достиг 75%, а в 1976 приближался к 100%. Значительная доля принадлежит Э., используемому на транспорте.

  Основные типы Э. По конструктивному признаку можно выделить три основных типа Э.: одиночный, групповой и многодвигательный. Одиночный Э. применяют в ручных машинах , простых металлообрабатывающих и древообрабатывающих станках и приборах бытовой техники. Групповой, или трансмиссионный, Э. в современном производстве практически не применяется. Многодвигательные Э. — приводы многооперационных металлорежущих станков, мономоторный тяговый Э. рельсовых транспортных средств. Кроме того, различают Э. реверсивные и нереверсивные (см. Реверсивный электропривод ), а по возможности управления потоком преобразованной механической энергии — нерегулируемые и регулируемые (в том числе автоматизированный с программным управлением и др.)

  Основные части Э. Э. всех типов содержат основные части, имеющие одинаковое назначение: исполнительную и устройства управления.

  Исполнительная часть Э. состоит обычно из одного или нескольких электродвигателей (см. Двигатель электрический ) и передаточного механизма — устройства для передачи механической энергии двигателя рабочему органу приводимой машины. В нерегулируемых Э. чаще всего используют электродвигатели переменного тока, подключаемые к источнику питания либо через контактор или автоматический выключатель, играющий роль защитного устройства, либо при помощи штепсельного разъёма (например, в бытовых электроприборах). Частота вращения ротора электродвигателя такого привода, а следовательно, и скорость перемещения связанного с ним рабочего механизма, изменяется только в зависимости от нагрузки исполнительного механизма. В мощных нерегулируемых Э. применяют асинхронные электродвигатели. Для ограничения пусковых токов между двигателем и источником устанавливают пусковые реакторы или автотрансформаторы, которые после разгона двигателя отключают. В регулируемых Э. чаще всего применяют электродвигатели постоянного тока, частоту вращения якорей которых можно изменять плавно, т. е. непрерывно, в широком диапазоне при помощи достаточно простых устройств управления.

  В устройства управления входят: кнопочный пульт (для пуска и останова электродвигателя), контакторы , блок-контакты, преобразователи частоты и напряжения, предохранители, а также блоки защиты от перегрузок в аварийных режимах. При питании Э. от источника переменного тока, что характерно для Э., используемых в промышленности и на электроподвижном составе, двигатели которого питаются от сети переменного тока, в качестве преобразующих устройств применяют электромашинные или статические преобразователи электроэнергии — выпрямители. При питании от источника постоянного тока, что характерно для автономных электроэнергетических систем и электроподвижного состава, двигатели которого питаются от сети постоянного тока, преобразующие устройства выполняют в виде релейно-контакторных систем или статических преобразователей (см. Преобразовательная техника ). В 70-е гг. 20 в. всё чаще и в регулируемых Э. стали применять трёхфазные асинхронные и синхронные двигатели, регулирование режимов работы которых осуществляют с помощью статических, в основном полупроводниковых, преобразователей частоты . Э. со статическими преобразователями энергии, выполненными на базе ртутных или полупроводниковых вентилей, называются вентильными Э. Единичная мощность вентильных Э. переменного тока, используемых, например, для шахтных мельниц, достигает 10 Мвт и более. Применение в Э. вентильных преобразовательных устройств позволяет решать наиболее экономичным образом задачу возврата энергии от электродвигателя источнику питания (см. Рекуперативное торможение ).

  К важным показателям, определяющим характеристики устройств управления регулируемого Э., следует отнести плавность регулирования режима работы рабочего механизма, во многом зависящую от плавности регулирования приводного электродвигателя, и быстродействие. Релейно-контакторные устройства управления при сравнительно низком быстродействии обеспечивают ступенчатое (дискретное) регулирование режимов работы, быстродействующие статические системы — непрерывное регулирование. В простейших Э. относительно небольшой мощности операции, связанные с регулированием режима работы исполнительного механизма, производят при помощи ручного управления. Недостатком ручного управления является инерционность процесса регулирования и вызываемое этим снижение производительности исполнительного механизма, а также невозможность точного воспроизведения повторяющихся производственных процессов (например, при частых пусках). Регулирование режимов работы исполнительных механизмов Э. обычно осуществляют при помощи устройств автоматического управления. Такой Э., называется автоматизированным, широко используется в системах автоматического управления (САУ). В разомкнутых САУ изменение возмущающего воздействия (например, нагрузки на валу электродвигателя) вызывает изменение заданного режима работы Э. В замкнутых САУ благодаря связи между входом и выходом системы во всех режимах работы автоматически поддерживаются заданные характеристики, которые при этом можно и регулировать по определенному закону. В таких системах находят все более широкое применение ЭВМ. Одной из разновидностей автоматизированного Э. является следящий электропривод , в котором исполнительный орган с определённой точностью воспроизводит движения рабочего механизма, задаваемые управляющим органом. По способу действия различают следящие Э. с релейным, или дискретным, управлением и с непрерывным управлением. Следящие Э. характеризуются мощностями от нескольких вт до десятков и сотен квт, применяются в различных промышленных установках, военной технике и др. В 60-е гг. 20 в. в различных областях техники нашли применение Э. с числовым программным управлением (ЧПУ). Такой Э. используют в многооперационных металлорежущих станках, автоматических и полуавтоматических линиях. Создание автоматизированного Э. для обслуживания отдельных технологических операций и процессов — основа комплексной автоматизации производства. Для решения этой задачи необходимо совершенствование Э. как в направлении расширения диапазона мощностей Э. и возможностей регулирования, так и в направлении повышения надёжности и создания Э. с оптимальными габаритами и массой.

  Лит.: Чиликин М. Г., Общий курс электропривода, 5 изд., М., 1971; Авен О. И., Доманицкий С. М., Бесконтактные исполнительные устройства промышленной автоматики, М. — Л., 1960; Электропривод систем управления летательных аппаратов. М., 1973; Основы автоматизированного электропривода, М., 1974.

  Ю. М. Иньков.

(обратно)

Электропривод автоматизированный

Электропри'вод автоматизи'рованный, см. в ст. Электропривод .

(обратно)

Электропроводность (биол.)

Электропрово'дность биологических систем, обусловлена наличием в них ионов и подвижных полярных молекул. Биологическая ткань состоит из клеток и межклеточного пространства, заполненного веществом — электролитом с удельным сопротивлением около 100 ом ·см. Внутреннее содержимое клетки отделено от межклеточного пространства мембраной, эквивалентная электрическая схема которой представляет собой параллельное соединение сопротивления и ёмкости. Поэтому Э. биологических тканей зависит от частоты проходящего тока и формы его колебаний. Удельное сопротивление и ёмкость мембраны клетки составляют величины порядка 1 ком ·см 2 и 1 мкф/см 2 (соответственно). Некоторые биологические ткани способны отвечать возбуждением на проходящий ток; в этом случае их Э. нелинейно зависит от амплитуды тока. Если возбуждения не возникает, то токи распространяются в ткани в соответствии с импедансом её компонентов. Клеточные мембраны представляют относительно большое сопротивление для токов низкой частоты (£ 1 кгц ), поэтому их основная часть проходит по межклеточным щелям. Амплитуда низкочастотных токов пропорциональна объёму межклеточного пространства (например, просвету кровеносных сосудов) и концентрации электролитов в нём. Измерение Э. биологических тканей на таких низких частотах используют в биологии и медицине для определения кровенаполнения различных органов, выявления отёка органов, в которых набухшие клетки уменьшают межклеточное пространство. Э. биологических тканей, измеренная на частотах, больших 100 кгц, пропорциональна общему количеству электролитов, содержащихся в ткани между электродами, т. к. в этом случае клеточные мембраны уже не препятствуют распространению электрического тока. Измерение Э. на таких высоких частотах используют в биологии и медицине для регистрации малых изменений объёма органов, связанных с притоком или оттоком крови от них. Знание Э. биологических систем необходимо не только для оценки их структуры, но и для адекватного конструирования приборов, во входные или выходные цепи которых включены биологические ткани.

  Лит.: Коль К. С., Ионная электропроводность нервов, пер. с англ., в сборнике: Процессы регулирования в биологии, М., 1960; Шван Г., Спектроскопия биологических веществ в поле переменного тока, в сборнике: Электроника и кибернетика в биологии и медицине, пер. с англ., М., 1963; Аккерман Ю., Биофизика, пер. с англ., М., 1964, с. 222—27; Кол К. С., Нервный импульс (теория и эксперимент), в сборнике: Теоретическая и математическая биология, М., 1968.

  К. Ю. Богданов.

(обратно)

Электропроводность (физич.)

Электропрово'дность, электрическая проводимость, проводимость, способность тела пропускать электрический ток под воздействием электрического поля, а также физическая величина, количественно характеризующая эту способность. Тела, проводящие электрический ток, называются проводниками, в отличие от изоляторов (диэлектриков ). Проводники всегда содержат свободные (или квазисвободные) носители заряда — электроны, ионы, направленное (упорядоченное) движение которых и есть электрический ток. Э. большинства проводников (металлов , полупроводников , плазмы ) обусловлена электронами (в плазме небольшой вклад в Э. вносят также ионы). Ионная Э. свойственна электролитам .

  Сила электрического тока I зависит от приложенной к проводнику разности потенциалов V, которая определяет напряжённость электрического поля Е внутри проводника. Для изотропного проводника постоянного сечения Е = —V/L, где L — длина проводника. Плотность тока j зависит от значения Е в данной точке и в изотропных проводниках совпадает с ним по направлению. Эта зависимость выражается Ома законом: j = sЕ ; постоянный (не зависящий от Е ) коэффициент s и называется Э., или удельной Э. Величина, обратная s, называется удельным электрическим сопротивлением : r = 1/s. Для проводников разной природы значения s (и r) существенно различны (см. рис. ). В общем случае зависимость j от Е нелинейна, и s зависит от Е ; тогда вводят дифференциальную Э. s = dj/dE. Э. измеряют в единицах (ом ·см )-1 или (в СИ) в (ом ·м )-1 .

  В анизотропных средах, например в монокристаллах, s — тензор второго ранга, и Э. для разных направлений в кристалле может быть различной, что приводит к неколлинеарности Е и j.

  В зависимости от величины Э. все вещества делятся на проводники с s > 106 (ом ·м )—1 , диэлектрики с s < 10—8 (ом ·м )—1 и полупроводники с промежуточными значениями s. Это деление в значит. мере условно, т. к. Э. меняется в широких пределах при изменении состояния вещества. Э. s зависит от температуры, структуры вещества (агрегатного состояния, дефектов и пр.) и от внешних воздействий (магнитного поля, облучения, сильного электрического поля и т. п.).

  Мерой «свободы» носителей заряда в проводнике служит отношение ср. времени свободного пробега (t) к характерному времени столкновения t cт : t/t cт >> 1; чем больше это отношение, тем с большей точностью можно считать частицы свободными. Методы молекулярно-кинетической теории газов позволяют выразить s через концентрацию (n ) свободных носителей заряда, их заряд (е ) и массу (m ) и время свободного пробега:

 

  где m — подвижность частицы, равная E/v cp = e t/m, v cp — ср. скорость направленного движения. Если ток обусловлен заряженными частицами разного сорта «i », то . Подвижность электронов (вследствие их малой массы) настолько больше ионной, что ионная Э. существенна только в случае, когда свободные электроны практически отсутствуют. Перенос массы под воздействием тока, напротив, связан с движением ионов.

  Характер зависимости Э. от температуры Т различен у разных веществ. У металлов зависимость s(Т ) определяется в основном уменьшением времени свободного пробега электронов с ростом Т: увеличение температуры приводит к возрастанию тепловых колебаний кристаллической решётки, на которых рассеиваются электроны, и s уменьшается (на квантовом языке говорят о столкновении электронов с фононами ). При достаточно высоких температурах, превышающих Дебая температуру qD , Э. металлов обратно пропорциональна температуре: s ~ 1/Т ; при Т << qD s ~ Т —5 , однако ограничена остаточным сопротивлением (см. Металлы ). В полупроводниках s резко возрастает при повышении температуры за счёт увеличения числа электронов проводимости и положительных носителей заряда — дырок (см. Полупроводники ). Диэлектрики имеют заметную Э. лишь при очень высоких электрических напряжениях; при некотором (большом) значении Е происходит пробой диэлектриков .

  Некоторые металлы, сплавы и полупроводники при понижении Т до нескольких градусов К переходят в сверхпроводящее состояние с s = ¥ (см. Сверхпроводимость ). При плавлении металлов их Э. в жидком состоянии остаётся того же порядка, что и в твёрдом.

  Об Э. жидкостей см. Электролиты , Фарадея законы .

  Прохождение тока через частично или полностью ионизованные газы (плазму) обладает своей спецификой (см. Электрический разряд в газах , Плазма ). Например , в полностью ионизованной плазме Э. не зависит от плотности и возрастает с ростом температуры пропорционально Т 3/2 , достигая Э. хороших металлов.

  Отклонение от закона Ома в постояном поле Е наступает, если с ростом Е энергия, приобретаемая частицей между столкновениями, eEl, где l — средняя длина свободного пробега, становится порядка или больше kT (k — Больцмана постоянная ). В металлах условию eEl >> kT удовлетворить трудно, а в полупроводниках, электролитах и особенно в плазме явления в сильных электрических полях весьма существенны.

  В переменном электромагнитном поле s зависит от частоты (w) и от длины волны (l) поля (временна'я и пространственная дисперсия, проявляющиеся при w ³ t-1 , l £ l ). Характерным свойством хороших проводников является скин-эффект (даже при w << t—1 ток сконцентрирован вблизи поверхности проводника).

  Измерение Э.— один из важных методов исследования материалов, в частности для металлов и полупроводников — их чистоты. Кроме того, измерение Э. позволяет выяснить динамику носителей заряда в макроскопическом теле, характер их взаимодействия (столкновений) друг с другом и с другими объектами в теле.

  Э. металлов и полупроводников существенно зависит от величины магнитного поля, особенно при низких температурах (см. Гальваномагнитные явления ).

  М. И. Каганов.

Зависимость электропроводности s некоторых веществ от абсолютной температуры Т. Металлы: 1 — медь, 2 — свинец (ниже 7,3 К становится сверхпроводящим); полупроводники: 3 — графит, 4 — чистый германий, 5 — чистый кремний; ионные проводники: 6 — хлористый натрий, 7 — стекло.

(обратно)

Электропроводность электролитов

Электропрово'дность электроли'тов обусловлена наличием в них положительных и отрицательных ионов (катионов и анионов). Доли общего количества электричества, переносимого катионами и анионами, называются переноса числами . Э. э. количественно характеризуют эквивалентной электропроводностью L:

  ,

  где c — удельная электропроводность раствора (в ом -1 ·см -1 ), с — - его концентрация (в г ·экв/л ). Предельно разбавленному раствору, в котором молекулы электролита полностью диссоциированы на ионы, соответствует наибольшее значение L, равное сумме эквивалентных электропроводностей катионов и анионов (см. также Кольрауша закон ).

  Эквивалентная электропроводность электролитов уменьшается с ростом концентрации раствора. В растворах слабых электролитов L быстро падает с ростом с, в основном из-за уменьшения подвижности ионов и степени диссоциации. В растворах сильных электролитов уменьшение L определяется главным образом торможением ионов из-за взаимодействия их зарядов, интенсивность которого растет с концентрацией вследствие уменьшения среднего расстояния между ионами, а также из-за уменьшения подвижности ионов при увеличении вязкости раствора (см. Подвижность ионов и электронов ). В электрических полях большой протяжённости подвижность ионов настолько велика, что ионная атмосфера , тормозящая движение ионов, не успевает образовываться, и L резко возрастает (эффект Вина). Подобное явление наблюдается н при приложении к раствору электролита электрического поля высокой частоты (эффект Дебая — Фалькенхагена).

  Электропроводность сильных электролитов удовлетворительно описывается теоретическими уравнениями лишь в области небольших концентраций, например Онсагера уравнением электропроводности .

  А. И. Мишустин.

(обратно)

Электропроигрыватель

Электропрои'грыватель, электропроигрывающее устройство, электромеханическое устройство в аппаратуре воспроизведения грамзаписи; составная часть электрофонов , радиол и других бытовых и профессиональных звукотехнических комплексов. Основные узлы Э.: механизм, вращающий граммофонную пластинку , звукосниматель , преобразующий механические колебания иглы в электрические колебания (см. также Механическая запись ). Кроме того, в Э. часто используют предварительный усилитель звуковых частот, корректирующий частотные искажения. Э. обеспечивают одно или несколько значений частоты вращения грампластинок (наиболее употребительна частота 331 /3 мин —1 , кроме неё используют частоты 78; 45; 162 /3 мин —1 ) и поддержание в заданных границах (в зависимости от назначения и класса Э.) значений параметров, характеризующих качество воспроизведения (стабильность частоты вращения, допустимые искажения формы электрического сигнала, уровень акустических и электрических помех и т. д.).

  Лит.: Аполлонова Л. П., Шумова Н. Д., Механическая звукозапись, М. — Л., 1964; ГОСТ 18631—73. Устройства электропроигрывающие. Основные параметры. Технические требования.

  С. Л. Мишенков.

(обратно)

Электроразведочная станция

Электроразве'дочная ста'нция, комплект передвижной аппаратуры, предназначенный для производства электроразведочных работ. Состоит из генераторной группы и полевой измерительной лаборатории. В состав генераторной группы входят генераторы постоянного или переменного тока с приводом от отдельного двигателя или двигателя транспортного средства (при использовании генератора постоянного тока входят также преобразователи постоянного напряжения в периодическое импульсное). Полевая измерительная лаборатория состоит из входных измерительных преобразователей (датчиков электрического или магнитного поля), промежуточных преобразователей (усилителей, аттенюаторов, фильтров, накопителей, детекторов и др.) и выходных устройств, позволяющих вести регистрацию в аналоговой (главным образом осциллографами) или цифровой форме. Э. с. применяются при исследованиях геологического разреза до глубин в несколько км методами сопротивления, магнитотеллурического поля, электромагнитных зондирований и др. (см. Электрическая разведка ). По характеру используемых транспортных средств различают автомобильные, аэроэлектроразведочные (вертолётные и самолётные) и морские Э. с. Использование Э. с. повышает эффективность электроразведочных работ, т. к. позволяет вести съёмку в движении и увеличивает глубинность исследования земной коры за счёт использования мощных источников поля.

  Лит.: Справочник геофизика, т, 3, М., 1963; Горячко И. В., Электроразведочная аппаратура и оборудование, М., 1968.

  Ю. В. Якубовский.

(обратно)

Электрореактивные двигатели

Электрореакти'вные дви'гатели, электрические ракетные двигатели, класс ракетных двигателей , в которых в качестве источника энергии для создания тяги используется электрическая энергия. Более подробно об Э. д. (классификация, принципы действия) см. в ст. Электрический ракетный двигатель .

(обратно)

Электрорентгенография

Электрорентгеногра'фия (от электро... и рентгенография ), ксерорадиография, метод получения рентгеновского изображения с использованием фотополупроводниковых пластин (см. Электрофотография ); при этом изображение получают не на рентгеновской плёнке, а на обычной бумаге. Разработан американским физиком Ч. Карлсоном (1938). В 1960-х гг. Э. получила применение как метод неразрушающего контроля изделий машиностроения, урановых блоков и пр., а в медицине — для распознавания заболеваний костей, молочных желёз. В 1964—65 в СССР Э. впервые применена в диагностике заболеваний внутренних органов, системы мочевыделения; разработан ряд новых методов исследования (электрорентгеноангиография, электрорентгеносканирование и др.). Экспонирование (применяются селеновые пластины) проводится на рентгеновском аппарате, проявление скрытого электростатического изображения (напылением окрашенного порошка), перенос изображения с пластины на лист бумаги и его закрепление — в специальном электрорентгенографическом аппарате. Диагностические возможности метода, быстрота и удобство (независимо от фотолаборатории, водоснабжения) изготовления снимка, экономическая эффективность определили перспективность его применения в качестве одного из методов современной рентгенодиагностики (преимущественно в травматологии, в неотложной диагностике).

  Лит.: Палеев Н. Р., Рабкин И. Х., Бородулин В. И., Введение в клиническую электрорентгенографию, М., 1971.

  Н. Р. Палеев.

(обратно)

Электроретинография

Электроретиногра'фия (от электро... , позднелат. retina — сетчатая оболочка глаза и ...графия ), метод исследования функции органа зрения посредством регистрации биоэлектрических потенциалов сетчатки, образующихся в результате воздействия света на глаз. Графическая запись биоэлектрических потенциалов называется электроретинограммой (ЭРГ). У человека ЭРГ регистрируют с помощью радиоусилительной аппаратуры при стандартных условиях записи, рекомендованных Международным обществом клинической Э. ЭРГ имеет сложную форму в виде различных волн, отображающих физиологические процессы, которые совершаются в разных структурах сетчатки. Э. применяется в экспериментальной физиологии и медицине для исследования сетчатки, а также для диагностики, прогноза и контроля течения патологических процессов в ней.

  Лит.: Бызов А. Л., Электрофизиологические исследования сетчатки, М., 1966.

(обратно)

Электросварка

Электросва'рка, электрическая сварка, группа способов сварки , использующая для нагрева металла электрическую энергию. Электрический нагрев позволяет получить температуры, превосходящие температуры плавления всех существующих металлов, не изменяет химического состава материала, легко регулируется и автоматизируется. Э. имеет десятки разновидностей: по способам защиты металла от окисления, применяемым защитным газам, флюсам, степени механизации и автоматизации и т. п.

(обратно)

Электросварки институт

Электросва'рки институт им. Е. О. Патона Академии наук УССР, научно-исследовательское учреждение, ведущее работы в области сварки металлов и специальной электрометаллургии. Создан на базе электросварочной лаборатории в Киеве в 1934. Организатором, первым и бессменным директором института был (до 1953) Е. О. Патон , имя которого присвоено институту (1945). С 1941 в институте работает Б. Е. Патон (с 1953 директор института). В структуре института, кроме научных подразделений, опытно-конструкторское бюро, 2 опытных завода, экспериментальное производство. В институте разработан и внедрён в промышленность ряд технологических процессов, конструкций и материалов. Среди них автоматическая сварка под флюсом, электрошлаковая сварка металлов больших толщин, контактная сварка оплавлением; различные флюсы для автоматической сварки и покрытые электроды пониженной токсичности; индустриальные способы сварки цилиндрических резервуаров и многослойных сосудов высокого давления; методы электрошлакового и электроннолучевого переплава особокачественных сталей и сплавов. В институте создана установка «Вулкан» для сварки и резки металлов в космосе, испытанная экипажем космического корабля «Союз-6» в 1969.

  С 1972 институт координатор стран — членов СЭВ по разработке научно-технических проблем в области сварки; член Международного института сварки и осуществляет функции Национального комитета СССР по сварке; с 1978 — головное учреждение по сварке в СССР. При институте имеется аспирантура; учёному совету предоставлено право принимать к защите докторские и кандидатские диссертации. Институт издаёт журнал «Автоматическая сварка», сборник «Проблемы специальной электрометаллургии». Награжден орденом Ленина (1967) и орденом Трудового Красного Знамени (1955).

(обратно)

Электросвязь

Электросвя'зь, связь , при которой передача информации любого вида (речевой, буквенно-цифровой, зрительной и т. д.) осуществляется электрическими сигналами, распространяющимися по проводам, или радиосигналами. В соответствии со способами передачи (переноса) сигналов различают проводную связь и радиосвязь ; в различных системах Э. первую часто используют в сочетании с разновидностями второй (например, с радиорелейной связью , спутниковой связью). По классификации, принятой Международным союзом электросвязи, к Э. относят, кроме того, передачу информации при помощи оптических (см. Оптическая связь ) или других электромагнитных систем связи. По характеру передаваемых сообщений Э. подразделяется на следующие основные виды: телефонная связь , обеспечивающая ведение телефонных переговоров между людьми; телеграфная связь , предназначенная для передачи буквенно-цифровых сообщений — телеграмм; факсимильная связь , при которой передаётся графическая информация — неподвижные изображения текста или таблиц, чертежей, схем, графиков, фотографий и т. п.; передача данных (телекодовая связь), целью которой является передача информации, представленной в формализованном виде (знаками или непрерывными функциями), для обработки этой информации ЭВМ или уже обработанной ими; видеотелефонная связь (см. Видеотелефон ), служащая для одновременной передачи речевой и зрительной информации. При помощи технических средств Э. осуществляются также проводное вещание , радиовещание (звуковое вещание) и телевизионное вещание (см. Телевидение ).

  Для установления Э. между отправителем (источником сообщений) и получателем (приёмником сообщений) служат: оконечные аппараты — передающий и приёмный; канал связи , образуемый с помощью одной или нескольких включенных последовательно систем передачи; кроме того, вследствие наличия большого количества оконечных передающих и приёмных аппаратов и необходимости их всевозможных попарных соединений для организации непрерывного (сквозного) канала между ними, используется система коммутационных устройств, состоящая из одной или нескольких коммутационных станций и узлов.

  Оконечные аппараты. Оконечный передающий аппарат служит для преобразования сигнала исходной формы (звуков речи; знаков текста телеграмм; знаков, записанных в закодированном виде на перфоленте или каком-либо другом носителе информации ; изображений объектов и т. д.) в электрический сигнал. В телефонной связи и радиовещании для электроакустических преобразований применяют микрофон . В телеграфной связи кодовые комбинации знаков текста телеграмм преобразуют в серии электрических импульсов; такое преобразование осуществляется либо непосредственно (при использовании стартстопного телеграфного аппарата ), либо с предварительной записью знаков на перфоленту (при использовании трансмиттера ). В факсимильной связи преобразование светового потока переменной яркости, отражённого от оригинала, в электрические импульсы производится факсимильным аппаратом . Информацию о распределении светотеней какого-либо объекта телевизионной передачи преобразуют в видеосигнал при помощи телевизионной передающей камеры (телекамеры).

  Оконечный приёмный аппарат служит для приведения принимаемых электрических сигналов к форме, удобной для их восприятия приёмником сообщений. При Э. многих видов оконечные аппараты содержат как передающие, так и приёмные устройства. В первую очередь это относится к такой Э., которая обеспечивает двухсторонний (обычно дуплексный; см. Дуплексная связь ) обмен сообщениями. Так, телефонный аппарат , как правило, содержит микрофон и телефон , объединённые в одном конструктивном узле — микротелефонной трубке. В радиовещании и телевизионном вещании передающие и приёмные оконечные аппараты разделены, причём сигналы от одного передающего устройства принимаются сразу многими оконечными аппаратами — радиоприёмниками и телевизорами .

  Канал связи; многоканальные системы передачи . Канал связи (канал электросвязи) — технические устройства и физическая среда, в которых электрические сигналы распространяются от передатчика к приёмнику. Технические устройства (модуляторы , демодуляторы, усилители электрических колебаний , кодирующие устройства , дешифраторы и т. д.) размещают в оконечных и промежуточных пунктах линий связи (кабельных, радиорелейных и т. д.). Система передачи информации — каналообразующая аппаратура и другие устройства, обеспечивающие в совокупности образование множества каналов связи в одной линии связи (см. также Линии связи уплотнение ).

  Используемые в Э. каналы связи подразделяются на аналоговые и дискретные. Аналоговые каналы служат для передачи непрерывных электрических сигналов (примеры таких сигналов: напряжения и токи, получающиеся при электроакустических преобразованиях звуков речи, музыки, при развёртке изображений). Возможность передачи через данный канал связи непрерывных сигналов от того или иного источника обусловлена прежде всего такими характеристиками канала, как полоса пропускания частот и допустимая максимальная мощность передаваемых сигналов. Кроме того, поскольку любой канал подвержен различного рода помехам (см. Помехи в проводной связи, Помехи радиоприёму , Помехоустойчивость ), то он характеризуется также минимальной мощностью электрического сигнала, которая должна в заданное число раз превышать мощность помех. Отношение максимальной мощности сигналов, пропускаемых каналом, к минимальной называется динамическим диапазоном канала связи.

  Дискретные каналы служат для передачи импульсных сигналов. Такие каналы обычно характеризуются скоростью передачи информации (измеряемой в бит/сек ) и верностью передачи. Дискретные каналы могут быть также использованы для передачи аналоговых сигналов и, наоборот, аналоговые каналы — для передачи импульсных сигналов. Для этого сигналы преобразуются; аналоговые в импульсные с помощью аналого-дискретных (цифровых) преобразователей, а импульсные в аналоговые с помощью дискретно (цифро)-аналоговых преобразователей. На рис. 1 показаны возможные способы сочетания источников аналоговых и дискретных сигналов с аналоговыми и дискретными каналами связи.

  Используемые в Э. системы передачи обычно обеспечивают одновременную и независимую передачу сообщений от многих источников к такому же числу приёмников. В таких системах многоканальной связи общая линия связи уплотняется несколькими десятками — несколькими тысячами индивидуальных каналов. Наибольшее распространение (1978) получили многоканальные системы с частотным разделением аналоговых каналов. При построении таких систем передачи каждому каналу связи отводится определённый участок области частот в полосе пропускания линейного тракта передачи, общего для всех передаваемых сообщений. Для переноса спектра сигнала в участок, отведённый ему в полосе частот группового тракта (частотного преобразования сигнала), используют амплитудную или частотную модуляцию (см. также Модуляция колебаний ) групп «несущих» синусоидальных токов. При амплитудной модуляции (АМ) в соответствии с передаваемым сообщением изменяется амплитуда гармонических колебаний тока несущей частоты . В результате на выходе модулирующего устройства (модулятора) создаются колебания, в спектре которых кроме составляющей несущей частоты (несущей) имеются две боковые полосы. Поскольку каждая из боковых полос содержит полную информацию об исходном (модулирующем) сигнале, то в линию связи пропускают только одну из них, а другую и несущую подавляют с помощью полосно-пропускающих электрических фильтров или иных устройств (см. Однополосная модуляция , Однополосная связь ). При частотной модуляции (ЧМ) в соответствии с передаваемым сообщением изменяется несущая частота. Системы с ЧМ обладают большей по сравнению с системами с АМ помехоустойчивостью, однако это преимущество реализуется лишь при достаточно большой девиации частоты , для чего необходима широкая полоса частот. Поэтому, например, в радиосистемах ЧМ применяют главным образом в диапазоне метровых (и более коротких) волн, где на каждый индивидуальный канал приходится полоса частот, в 10—15 раз большая, чем в системах с АМ, работающих на более длинных волнах. В радиорелейных линиях нередко используют сочетание АМ с ЧМ; с помощью АМ создаётся некоторый промежуточный спектр, который затем переводится в линейный диапазон частот с помощью ЧМ.

  Для передачи сообщений различного вида требуются каналы с определённой шириной полосы пропускания. Характерная особенность современной системы передачи — возможность организации в одной и той же системе каналов, применяемых для различных видов Э. При этом в качестве стандартного канала используется телефонный канал, называемый каналом тональной частоты (ТЧ). Он занимает полосу частот 300—3400 гц. Для упрощения фильтрующих устройств, разделяющих соседние каналы, каналы ТЧ отделяются друг от друга защитными частотными интервалами и занимают (с учётом этих интервалов) полосу 4 кгц. Кроме передачи сигналов речи, каналы ТЧ используются также в факсимильной связи, низкоскоростной передаче данных (от 600 до 9600 бит/сек ) и некоторых других видах Э. Учитывая большой удельный вес каналов ТЧ в сетях Э., их принимают за основу при создании как широкополосных (> 4 кгц ), так и узкополосных (< 4 кгц ) каналов. Например, в радиовещании применяется канал с полосой, втрое (иногда вчетверо) превышающей полосу канала ТЧ; для высокоскоростной передачи данных между ЭВМ, передачи изображений газетных полос и др. употребляются каналы, в 12, 60 и даже 300 раз более широкие; сигналы программ телевизионного вещания передаются через каналы с полосой, в 1600 раз превышающей полосу канала ТЧ (что составляет примерно 6 Мгц ). На базе канала ТЧ (посредством его т. н. вторичного уплотнения) создаются каналы для телеграфирования с полосами пропускания 80, 160 или 320 гц, со скоростями передачи (соответственно) 50, 100 или 200 бит/сек . Линии радиорелейной связи позволяют создать 300, 720, 1920 каналов ТЧ (в каждой паре высокочастотных стволов); линии связи через ИСЗ — от 400 до 1000 и более (в каждой паре стволов). Проводные линии связи, используемые в системах передачи с частотным разделением каналов, характеризуются следующим числом каналов ТЧ: симметричные кабели 60 (в расчёте на две пары проводов); коаксиальные кабели — 1920, 3600 или 10 800 (на каждую пару коаксиальных трубок). Возможно создание систем с ещё большим числом каналов.

  С целью увеличения дальности связи посредством уменьшения влияния шумов (накапливаемых по мере прохождения сигнала в линии) в проводных системах передачи с частотным разделением каналов используют усилители, общие для всех сигналов, передаваемых в каждом линейном тракте, и включаемые на определённом расстоянии друг от друга. Расстояние между усилителями зависит от числа каналов: для мощных проводных систем (10 800 каналов) оно составляет 1,5 км, для маломощных (60 каналов) — 18 км. В системах радиорелейной связи сооружают ретрансляционные станции в среднем на расстоянии 50 км одна от другой.

  Наряду с системами передачи с частотным разделением каналов с 70-х гг. 20 в. началось внедрение систем, в которых каналы разделяются во времени на основе методов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), дельта-модуляции и др. При ИКМ каждый из передаваемых аналоговых сигналов преобразуется в последовательность импульсов, образующих определённые кодовые группы (см. Код , Кодирование ). Для этого в сигнале через заданные промежутки времени (равные половине периода, соответствующего максимальной частоте изменения сигнала) вырезаются узкие импульсы (рис. 2 , а). Число, характеризующее высоту каждого вырезанного импульса, передаётся 8-значным кодом за время, не превышающее протяжённость (ширину) импульса (рис. 2 , б). В промежутках времени между передачей кодовых групп данного сообщения линия свободна и может быть использована для передачи кодовых групп других сообщений. На приёмном конце линии производится обратное преобразование кодовых комбинаций в последовательность импульсов различной высоты (рис. 2 , в), из которых с определённой степенью точности может быть восстановлен исходный аналоговый сигнал (рис. 2 , г). При дельта-модуляции аналоговый сигнал сначала преобразуется в ступенчатую функцию (рис. 3 , а), причём кол-во ступенек на период, соответствующий максимальной частоте изменения сигнала, в различных системах составляет 8—16. Передаваемая в линию последовательность импульсов отображает ход ступенчатой функции в изменении знака производной сигнала: возрастающие участки аналоговой функции (характеризующиеся положительной производной) отображаются положительными импульсами, спадающие участки (с отрицательной производной) — отрицательными (рис. 3 , б). В промежутках между этими импульсами располагаются импульсы, образованные от других сигналов. При приёме импульсы каждого сигнала выделяются и интегрируются, в результате с заданной степенью точности восстанавливается исходный аналоговый сигнал (рис. 3 , в).

  Каналы ИКМ и дельта-модуляции (без оконечных аналого-цифровых преобразующих устройств) — дискретные и часто используются непосредственно для передачи дискретных сигналов. Основным достоинством систем с временным разделением каналов является отсутствие накопления шумов в линии; искажение формы сигналов при их прохождении устраняется с помощью регенераторов, устанавливаемых на определённом расстоянии друг от друга (аналогично усилителям в системах с частотным разделением). Однако в системах с временным разделением существует шум «квантования», возникающий при преобразовании аналогового сигнала в последовательность кодовых чисел, характеризующих этот сигнал лишь с точностью до единицы. Шум «квантования», в отличие от обычного шума, не накапливается по мере прохождения сигнала в линии.

  К сер. 70-х гг. разработаны системы с ИКМ на 30, 120 и 480 каналов; находятся в стадии разработки системы на несколько тыс. каналов. Развитие систем передачи с разделением каналов во времени стимулируется тем, что в них широко используют элементы и узлы ЭВМ, и это в конечном счёте приводит к удешевлению таких систем как в проводной связи, так и радиосвязи. Весьма перспективны импульсные системы передачи на основе находящихся в стадии разработки волноводных и световодных линий связи (число каналов ТЧ может достигать 105 в волноводной трубе диаметром примерно 60 мм или в паре стеклянных световодных нитей диаметром 30—70 мкм ).

  Системы коммутационных устройств. Применяемые в Э. системы коммутационных устройств бывают двух типов: узлы и станции коммутации каналов (КК), позволяющие при конечном числе каналов создавать временное прямое соединение через канал связи любого источника с любым приёмником (после окончания переговоров соединение разрывается, а освободившийся канал используется для организации другого соединения); узлы и станции коммутации сообщений (КС), используемые в Э. тех видов, в которых допустима задержка (накопление) передаваемых сообщений во времени. Задержка бывает необходима при невозможности их немедленной передачи вызываемому абоненту из-за отсутствия в данный момент свободного канала либо занятости вызываемой абонентской установки. Узлы и станции КК, применяемые в Э. наиболее массовых видов — телефонной и телеграфной, — представляют собой телефонные станции или телеграфные станции , а также телефонные или телеграфные узлы связи , размещаемые в определённых пунктах телефонной сети или телеграфной сети . Станции и узлы КК различаются в зависимости от выполняемых ими функций и их расположения в сети. Например, в телефонной сети существуют такие автоматические телефонные станции (АТС), как сельские, городские, междугородные, а также различные коммутационные узлы: узлы автоматической коммутации, узлы входящих и исходящих сообщений и другие. Характерной особенностью узлов является то, что они связывают между собой различные АТС. Любая современная станция или узел КК содержит комплекс управляющих устройств, построенных на базе электромеханических или электронных приборов, и коммутационных устройств, которые под воздействием сигналов управления осуществляют соединение или разъединение соответствующих каналов (рис. 4 ). В наиболее распространённых (1978) системах КК устройства управления строятся на основе электромеханического реле , а коммутационные устройства — на основе многократных координатных соединителей . Такие станции и узлы называются координатными.

  Системы КС используются преимущественно в телеграфной связи и при передаче данных. Дополнительно к управляющим и коммутирующим устройствам в системах КС имеются устройства для накопления передаваемых сигналов. В процессе прохождения сигналов от передатчика к приемнику в системах КС осуществляются такие технологические операции с накапливаемыми сообщениями, как изменение порядка их следования к абонентам (с учётом возможных приоритетов, т. е. преимущественного права на передачу), приём сообщений по каналу одного типа (характеризующемуся одной скоростью передачи), а передача — по каналу другого типа (с др. скоростью) и ряд дополнительных операций в соответствии с заданным алгоритмом работы. В некоторых случаях могут создаваться комбинированные узлы КС и КК, позволяющие обеспечить наиболее благоприятные режимы передачи сообщений и использования сетей Э.

  Для развития современных коммутационных станций и узлов характерны тенденции использования в коммутационных устройствах быстродействующих миниатюрных герметизированных контактов (например, герконов ) для реализации соединений, а для управления процессами соединений — специализированных ЭВМ. Коммутационные станции и узлы такого типа получили название квазиэлектронных. Введение ЭВМ позволяет предоставлять абонентам дополнительные услуги: возможность применения сокращённого (с меньшим кол-вом знаков) набора номеров наиболее часто вызываемых абонентов; установку аппаратов на «ожидание», если номер вызываемого абонента занят; переключение соединения с одного аппарата на другой и т. д. С внедрением систем передачи с временным разделением каналов намечается возможность перехода к чисто электронным (без механических контактов) станциям и узлам коммутации. В таких системах коммутируются непосредственно дискретные каналы (без преобразования дискретных сигналов в аналоговые). В результате происходит объединение (интеграция) процессов передачи и коммутации, что служит предпосылкой к созиданию интегральной сети связи, в которой сообщения всех видов передаются и коммутируются едиными методами. В СССР Э. развивается в рамках разработанной и планомерно внедряемой Единой автоматизированной сети связи (ЕЛСС). ЕАСС представляет собой комплекс технических средств связи, взаимодействующих посредством использования общей — «первичной» — сети каналов, на основе которой с помощью коммутационных станций и узлов и оконечных аппаратов создаются различные «вторичные» сети, обеспечивающие организацию Э. всех видов.

  Лит.: Чистяков Н. И., Хлытчиев С. М., Малочинский О. М., Радиосвязь и вещание, 2 изд., М., 1968; Многоканальная связь, под ред. И. А. Аболица, М., 1971; Автоматическая коммутация и телефония, под ред. Г. Б. Метельского, ч. 1—2, М., 1968—69; Емельянов Г. А., Шварцман В. О., Передача дискретной информации и основы телеграфии, М., 1973; Румпф К. Г., Барабаны, телефон, транзисторы, пер. с нем., М., 1974; Лившиц Б. С., Мамонтова Н. П., Развитие систем автоматической коммутации каналов, М., 1976: Давыдов Г. Б., Рогинекий В. Н., Толчан А. Я., Сети электросвязи, М., 1977; Давыдов Г. Б., Электросвязь и научно-технический прогресс, М., 1978.

  Г. Б. Давыдов.

Рис. 1. Структурная схема одного из возможных способов сочетания аналогового и дискретного методов передачи электрических сигналов: АОА - оконечный аппарат аналогового типа; ДОА - оконечный аппарат дискретного типа; АДП - аналого-дискретный (цифровой) преобразователь; ДАП - дискретно(цифро)-аналоговый преобразователь: пунктирными линиями показан путь дискретных сигналов, сплошными - аналоговых сигналов.

Рис. 3. Осциллограммы, поясняющие принцип дельта-модуляции: а — передаваемый аналоговый сигнал (плавная линия) и результат его квантования по уровню (ступенчатая линия); б — последовательность импульсов, отображающая ход ступенчатой функции; в — восстановленный сигнал (пунктирными линиями указаны границы разброса его мгновенных значений, обусловленного шумами квантования).

Рис. 2. Осциллограммы, поясняющие принцип импульсно-кодовой модуляции: а — передаваемый аналоговый сигнал, который преобразуется в последовательность импульсных сигналов (показаны штриховкой); б — кодовые сигналы, несущие информацию о величине импульсных сигналов (показанных пунктиром); в — импульсы, восстановленные из кодовых сигналов на приёмном конце; г — восстановленный исходный аналоговый сигнал (пунктирными линиями указаны границы разброса его мгновенных значений, обусловленного шумами «квантования»); t — время.

Рис. 4. Структурная схема коммутационной станции (узла): ЛК - линейные комплекты для сопряжения каналов и устройств управления; M1, М2, ...Мn, N1, N2, ...Nn - каналы или абонентские линии; СК- станционные комплекты для обеспечения функционирования оконечных аппаратов (питание микрофонов, посылка адресной информации и др.): ШК - шнуровые комплекты.

(обратно)

«Электросвязь»

«Электросвя'зь», ежемесячный научно-технический журнал, орган министерства связи СССР и научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А. С. Попова. Издаётся в Москве с 1933 (до 1938 выходил под названием «Научно-технический сборник по электросвязи»). Основные вопросы, освещаемые в журнале: радиосвязь, телефония, телеграфия и фототелеграфия, передача данных, телевидение, радиовещание, проводное вещание; многоканальная связь; автоматическая коммутация; аппаратура и оборудование систем связи; вопросы теории распространения электромагнитных колебаний, теории электрических цепей, теории информации и др. Тираж (1978) около 10 тыс. экз.

(обратно)

«Электросила»

«Электроси'ла», см. Ленинградское электромашиностроительное объединение «Электросила» .

(обратно)

Электросинтез

Электроси'нтез (от электро... и синтез ), метод получения сложных неорганических или органических соединений с помощью электролиза . Характерная особенность Э. — многостадийность присоединения или отдачи электронов, связанная с образованием промежуточных стабильных или нестабильных продуктов. Каждой стадии Э. соответствует определённое значение электродного потенциала .

  Многостадийные процессы Э. могут быть выражены с помощью следующих уравнений:

  R + nH + + ne— ® RHk + (n — k ) Н+ + (n — k ) e— ® RHk+r + (n— k— r ) Н+ + (n — k — r ) е — ® RHn ,            (1)

  R' + nOH — — ne— ® R'Ok + (n — k ) OH— + k H+ + (n — k ) е— ® R'Ok+r + (n — k — r ) OH- + (k + r) H+ — (n — k — r ) e — ® R'On + nH + ,   (2)

  где R и R' — исходные продукты; RHn и R'On — конечные продукты; n, k, r — число электронов (е — ), участвующих в электрохимических реакциях.

  Реакции, выражаемые уравнением (1), протекают на катоде и называются реакциями электровосстановления, или электрохимического восстановления. Реакции, выражаемые уравнением (2), протекают на аноде и называются реакциями электроокисления, или электрохимического окисления. Промежуточные и конечные продукты могут принимать участие в различных электрохимических реакциях на поверхности электродов.

  Если целевой продукт Э. образуется на промежуточной стадии, то электролиз необходимо проводить при контролируемом электродном потенциале, соответствующем данной стадии. Продукт можно быстро выводить из сферы реакции путём отгонки, экстракции или связывания в соединение, не вступающее в электрохимические превращения. Выход продукта Э. может изменяться и в результате различных химических реакций в объёме раствора с участием промежуточных, исходных и конечных веществ. Например, некоторые окислители, получаемые на аноде, могут разлагаться в объёме раствора с потерей активного кислорода, гидролизоваться, диспропорционировать и т. д. Роль химических реакций в объёме раствора учитывается по объёмной плотности тока, или концентрации тока. Эта величина определяется как сила тока, проходящего через единицу объёма электролита, и выражается в а/л. Процессы Э., в которых химические реакции в объёме раствора приводят к уменьшению выхода целевого продукта, должны проводиться с высокими объёмными плотностями тока (до нескольких сотен а/л ).

   С наибольшей эффективностью электровосстанавливаются или электроокисляются исходные вещества, диссоциированные в растворе на ионы, а также органические соединения, имеющие полярные функциональные группы. Нейтральные молекулы органических веществ во многих случаях не обладают достаточной реакционной способностью и не вступают в реакции на поверхности электрода. В этом случае применяются методы непрямого электровосстановления или электроокисления, осуществляемые в объёме раствора посредством катализаторов-переносчиков, в качестве которых используются ионы металлов или неметаллов переменной валентности. Процесс в общем виде может быть описан следующими уравнениями:

 — химическая реакция,

  —электрохимическая реакция, где R — исходный продукт, К — катализатор-переносчик, С — конечный продукт, z — степень окисления, n — число электронов (е — ), участвующих в реакции.

  Роль электролиза в данном случае сводится к регенерации на электродах химического восстановителя или окислителя, которые при взаимодействии с исходным веществом в электролизе или вне его превращают это вещество в целевой продукт.

  Э. находит практическое применение для получения ряда ценных неорганических и органических соединений. Путём электроокисления синтезируют, например, кислородсодержащие соединения хлора в различных степенях окисления.

  В промышленности применяют способ получения надсерной (пероксодисерной) кислоты и её солей — персульфатов (см. Пероксосульфаты ), основанный на электроокислении серной кислоты и сульфатов. Надсерная кислота и часть её солей используются при производстве перекиси водорода. Перманганат калия получают электроокислением манганата или анодным растворением сплавов марганца с железом — ферромарганца. Двуокись марганца в значительных масштабах производится электролизом сернокислых растворов сульфата марганца.

  Э. применяется и при получении различных органических соединений (см. Кольбе реакция ).

  Электрохимическое фторирование используется для промышленного получения ряда перфторсорганических соединений. Электрохимическим методом получают тетраэтилсвинец и многие другие вещества.

  Лит.: Прикладная электрохимия, под ред. А. Л. Ротиняна, 3 изд., Л., 1974; Фиошин М. Я., Успехи в области электросинтеза неорганических соединений, М., 1974; Прикладная электрохимия, под ред. Н. Т. Кудрявцева, 2 изд., М., 1975; Томилов А. П., Фиошин М. Я., Смирнов В. А., Электрохимический синтез органических веществ, Л., 1976; Фистин М. Я., Павлов В. Н., Электролиз в неорганической химии, М., 1976; Электрохимия органических соединений, пер. с англ., М., 1976.

  М. Я. Фиошин.

(обратно)

Электроскоп

Электроско'п (от электро... и ...скоп ), простейший прибор для обнаружения электрических зарядов и приблизительного определения их величины. Э. состоит из металлического стержня (обычно с шариком на конце), к которому снизу прикреплены один или два лёгких металлических листочка. Стержень вставлен внутрь стеклянного сосуда и закреплен с помощью пробки из изолирующего материала. При соприкосновении шарика Э. с заряженным телом к листочкам переходит часть заряда тела и они отталкиваются друг от друга (при одном листочке — от стержня). По углу расхождения листочков можно судить о величине их заряда, а следовательно, и заряда тела.

  Лит.: Калашников С. Г., Электричество, 3 изд., М., 1970 (Общий курс физики, т. 2).

(обратно)

Электроснабжение

Электроснабже'ние, служит для обеспечения электроэнергией всех отраслей хозяйства: промышленности, сельского хозяйства, транспорта, городского хозяйства и т. д. В систему Э. входят источники питания, повышающие и понижающие подстанции электрические , питающие распределительные электрические сети , различные вспомогательные устройства и сооружения. Основная часть вырабатываемой электроэнергии потребляется промышленностью, например в СССР — около 70% (1977). Структура Э. определяется исторически сложившимися особенностями производства и распределения электроэнергии в отдельных странах. Принципы построения систем Э. в промышленно развитых странах являются общими. Некоторая специфика и местные различия в схемах Э. зависят от размеров территории страны, её климатических условий, уровня экономического развития, объёма промышленного производства и плотности размещения электрифицированных объектов и их энергоёмкости.

  Источники питания. Основные источники питания электроэнергией — электростанции и питающие сети районных энергетических систем . На промышленных предприятиях и в городах для комбинированного снабжения энергией и теплом используют теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), мощность которых определяется потребностью в тепле для технологических нужд и отопления. Для крупных энергоёмких предприятий, например металлургических заводов с большим теплопотреблением и значительным выходом вторичных энергоресурсов, сооружаются мощные ТЭЦ, на которых устанавливают генераторы, вырабатывающие ток напряжением до 20 кв. Такие электростанции, обычно расположенные за пределами завода на расстоянии до 1—2 км, имеют районное значение и, кроме предприятия, снабжают электрической энергией и теплом близлежащие промышленные и жилые районы. Для разгрузки источников питания в часы пик служат так называемые «потребители-регуляторы», которые без существенного ущерба для технологического процесса допускают перерывы или ограничения в потреблении электроэнергии. К числу таких электроприёмников относится, например, большинство электропечей, обладающих значительной тепловой инерцией, некоторые электролизные установки, которые позволяют выравнивать графики нагрузок в энергетических системах.

  Напряжения в системах Э. являются оптимальными значениями, проверенными на практике. В каждом конкретном случае выбор напряжения зависит от передаваемой мощности и (от расстояния источника питания до потребителя. Шкалы напряжений, принятые в разных странах, не имеют между собой принципиальных различий. Используемые в СССР напряжения (6, 10, 20, 35, 110, 220, 300 кв и т. д.) характерны и для других стран. В шкалах некоторых стран имеются напряжения промежуточных значений, которые были введены на раннем этапе строительства электрических сетей и продолжают использоваться, хотя в ряде случаев уже и не являются оптимальными. Питание электроэнергией крупных промышленных и транспортных предприятий и городского хозяйства осуществляется на напряжениях 110 и 220 кв (в США часто 132 кв ), а для особо крупных и энергоёмких — 330 и 500 кв. Распределение энергии на первых ступенях при этом выполняется на напряжении 110 или 220 кв. Напряжение 110 кв применяется чаще, т. к. в этом случае легче разместить воздушные линии электропередачи на застроенных территориях предприятий и городов. Распределение энергии между потребителями при напряжении 220 кв целесообразно тогда, когда это напряжение является также и питающим. При определённых условиях имеет преимущества сетевое напряжение 60—69 кв (применяется в ряде стран Западной Европы и в США). Напряжение 35 кв используют в питающих и распределительных сетях промышленных предприятий средней мощности, в небольших и средних городах и в сельских электрических сетях, а также для питания на крупных предприятиях мощных электроприёмников: электропечей, выпрямительных установок и т. п. Напряжение 20 кв используется сравнительно редко для развития сетей, имеющих это напряжение; оно может оказаться целесообразным в районах с небольшой плотностью электрических нагрузок, а также в больших городах и на крупных предприятиях при наличии ТЭЦ с генераторным напряжением 20 кв . Напряжения 10 и 6 кв применяют при распределении электроэнергии (на различных ступенях Э.) на промышленных предприятиях, в городах и др. Эти напряжения пригодны также для питания объектов небольшой мощности, недалеко отстоящих от источника питания. В большинстве случаев целесообразно использование напряжения 10 кв в качестве основного. При этом питание электродвигателей производится от понизительных подстанций 10/6 кв по схеме трансформатор — двигатель или от обмоток 6 кв трансформатора 110/220 кв с расщепленными вторичными обмотками (10и 6 к; 6).

  Схемы систем Э. строят, исходя из принципа максимально возможного приближения источника электроэнергии высшего напряжения к электроустановкам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной коммутации и трансформации. Для этих целей применяют т. н. глубокие вводы (35—220 кв ) кабельных и воздушных линий электропередачи. Понижающие подстанции размещаются в центрах расположения основных потребителей электроэнергии, т. е. в центрах электрических нагрузок. В результате такого размещения снижается потеря электроэнергии, сокращается расход материалов, уменьшается число промежуточных сетевых звеньев, улучшается режим работы электроприёмников. Элементы системы Э. несут постоянную нагрузку, рассчитываются на взаимное резервирование с учётом допустимых перегрузок и разумного ограничения потребления электроэнергии и в послеаварийном режиме, когда производятся восстановительные работы на поврежденном элементе или участке сети. В большинстве случаев предусматривается раздельная работа элементов с использованием средств автоматики и глубокого секционирования всех звеньев. Параллельная работа применяется лишь при необходимых обоснованиях.

  Глубокие вводы выполняют магистральными и радиальными линиями (рис. 1 ) в зависимости от условий окружающей среды, застройки территории и др. факторов. Схема ввода кабельных радиальных линий непосредственно в трансформатор подстанции является простейшей наиболее компактной и надёжной. При использовании глубоких вводов возможно применение компактных, полностью закрытых ячеек КРУЭ (комплектных распределит, устройств с элегазовым наполнением) на напряжение 110 кв.

  Схемы распределит, сетей 6—20 кв выполняют магистральными, радиальными или смешанными (рис. 2 ) с модификациями по степени надёжности. Первые ступени Э. крупных предприятий обычно выполняют по магистральным схемам с мощными токопроводами 6—10 кв, от которых через распределительные пункты питаются цеховые трансформаторные пункты. В городских сетях при напряжениях 6 и 10 кв применяют петлевые, двухлучевые и многолучевые схемы, являющиеся разновидностями магистральных.

  На крупных узловых подстанциях 110—220 кв (на больших заводах, в городах с развитой электрической сетью, большим числом присоединений и т. п.) электрические схемы обычно имеют двойную систему шин. При напряжениях 6 и 10 кв в крупных распределительных устройствах в случае необходимости разделения питания или выделения потребителей (например, на крупных преобразовательных подстанциях) двойная система шин позволяет переводить некоторые агрегаты на пониженное напряжение, сохраняя для прочих потребителей нормальное напряжение. В потребительских электроустановках наиболее часто используют схемы подстанций с одной системой секционированных шин с применением (при необходимости) автоматики на секционных выключателях или вводах. При частых оперативных переключениях и ревизиях (осмотрах и проверках) выключателей целесообразными являются схемы с обходной (дополнительной) системой шин, которая позволяет произвести ревизию или ремонт любой рабочей системы шин и любого выключателя без перерыва питания. Эти схемы применяют, например, на крупных электропечных подстанциях промышленных предприятий. Распространены простейшие схемы подстанций без шин первичного напряжения на подстанциях глубоких вводов 210 и 220 кв и на трансформаторных подстанциях 10 и 6 кв, питаемых по блочным схемам линия — трансформатор (см. рис. 1 и 2 ). На трансформаторных подстанциях на стороне 10 и 6 кв ставят выключатели нагрузки, а при радиальном питании применяют глухое присоединение трансформаторов.

  На крупных объектах рационально строительство электрических сетей с мощными токопроводами 10 и 6 кв (взамен большого числа кабелей), кабельных эстакад и галерей (вместо дорогих и громоздких туннелей), прокладка кабелей 110 и 220 кв (взамен воздушных линий).

  Надёжность Э. зависит от требований бесперебойности работы электроприёмников. Необходимая степень надёжности определяется тем возможным ущербом, который может быть нанесён производству при прекращении их питания. Существуют 3 категории надёжности электроприёмников. К 1-й категории относят те, питание которых обеспечивают не менее чем 2 независимых автоматически резервируемых источника. Такие электроприёмники необходимы на объектах с повышенными требованиями к бесперебойности работы (например, непрерывное химическое производство). Наилучшие в этом случае схемы Э. с территориально разобщёнными независимыми источниками. Допустимый перерыв в Э. для некоторых производств не должен превышать 0,15—0,25 сек , поэтому важным условием является необходимое быстродействие восстановления питания. Для особо ответственных электроприёмников в схеме Э. предусматривают дополнительный третий источник. Ко 2-й категории относятся электроприёмники, допускающие перерыв питания на время, необходимое для включения ручного резерва. Для приёмников 3-й категории допускается перерыв питания на время до 1 сут, необходимое на замену или ремонт поврежденного элемента системы.

  Качество электроэнергии. В системы Э. часто входят электроприёмники, работа которых сопровождается ударными нагрузками и неблагоприятно отражается на работе других («спокойных») электроприёмников, общем режиме работы системы, на качестве электроэнергии (см. Электроэнергии качество ). К таким электроприёмникам относятся вентильные преобразователи, дуговые электропечи, электросварочные аппараты, электровозы, работа которых сопровождается резкопеременными толчками нагрузки, колебаниями напряжения, снижением коэффициента мощности, образованием высших гармоник, возникновением несимметрии напряжений. Показатели качества электроэнергии улучшаются при повышении мощности короткого замыкания в точке сети, к которой приключены электроприёмники с неблагоприятными характеристиками. Чтобы создать такие условия, уменьшают реактивное сопротивление питающих линий, не включая в них реакторы электрические или уменьшая их реактивность, исключая из схем токопроводы и др. При этом должна быть соответственно увеличена отключаемая мощность выключателей.

  Вопросы улучшения качества электроэнергии решаются комплексно при проектировании систем Э. и электропривода. Хорошие результаты даёт разделение питания электроприёмников с ударными и т. н. спокойными нагрузками путём присоединения их к разным трансформаторам и различным ветвям расщепленных трансформаторов или плечам сдвоенных реакторов. Улучшению качества электроэнергии способствует внедрение в схемы Э. электроприводов с пониженным потреблением реактивной мощности, применение многофазных схем выпрямления и др. При недостаточности этих мероприятий применяют специальные устройства: синхронные компенсаторы с быстродействующим возбуждением, большой кратностью перегрузки по реактивной мощности (в 3—4 раза), работающие в т. н. режиме слежения за реактивной мощностью электроприёмников; синхронные электродвигатели со спокойной нагрузкой, присоединяемые к общим с вентильными преобразователями шинам и имеющие необходимую располагаемую мощность и быстродействующее возбуждение с высоким уровнем форсировки; статические источники реактивной мощности с высоким быстродействием, безынерционностью и плавным изменением реактивной мощности; продольную ёмкостную компенсацию, дающую возможность мгновенного безынерционного и непрерывного автоматического регулирования напряжения; силовые резонансные электрические фильтры для гашения высших гармоник.

  Лит.: Князевский Б. Л., Липкин Б. Ю., Электроснабжение промышленных предприятий, М., 1969; Крупович В. И., Ермилов А. А., Трунковский Л. Е., Проектирование и монтаж промышленных электрических сетей, М., 1971; Козлов В. А., Билик Н. И., Файбисович Д. Л., Справочник по проектированию систем электроснабжения городов, Л., 1974; Ермилов А. А., Основы электроснабжения промышленных предприятий, 3 изд., М., 1976.

  А. А. Ермилов.

Рис. 1. Схема глубоких вводов 110 и 220 кв: а - радиальная; б - магистральная; ПГВ - подстанции глубокого ввода; УРП - узловая распределительная подстанция.

Рис. 2. Схемы сетей 6 и 10 кв: а — двухступенчатая радиальная с промежуточными распределительными пунктами (РП); б — магистральная с токопроводами; в — двухлучевая с автоматическим включением резерва (АВР) на напряжение 0,4 кв; ГПП — главная понизительная подстанция; ТП — трансформаторная подстанция.

(обратно)

Электросталеплавильное производство

Электросталеплави'льное произво'дство, получение стали в электрических печах металлургических или машиностроительных заводов. Электросталь, предназначенная для дальнейшего передела, выплавляется главным образом в дуговых печах с основной футеровкой. Существует несколько разновидностей электроплавки в дуговых печах ; с полным окислением примесей; переплав легированных отходов без окисления н с применением газообразного кислорода; метод смешения; плавка на жидком полупродукте (дуплекс-процесс ) и др.

  Технология плавки с полным окислением примесей включает 3 периода — расплавление, окислительный и восстановительный. В окислительный период плавки присадкой твёрдых окислителей (железные руды, агломерата и др.) или вдуванием газообразного кислорода окисляют примеси стальной ванны (Р, Si и др.). Активное кипение металла, вызванное выделением пузырьков окиси углерода в результате реакции обезуглероживания, способствует быстрому нагреву ванны, дегазации стали , удалению неметаллических включений . В восстановительный период плавки удаляют серу, сталь раскисляют (см. Раскисление металлов ) и с помощью ферросплавов корректируют её состав по легирующим элементам . Переплав легированных отходов без окисления позволяет сохранить ценные легкоокисляющиеся легирующие элементы (Cr и др.), что существенно улучшает технологические показатели производства. При переплаве высокохромистых отходов с применением газообразного кислорода горячий ход процесса (1800—1900 °С) обеспечивает низкое содержание углерода в металле (чего нельзя достичь при переплаве без окисления) без заметных потерь хрома. Широкое распространение получили внепечные методы обезуглероживания высоколегированных сталей (коррозионностойких и др.) продувкой металла аргоно-азото-парокислородными смесями в специальных рафинировочных агрегатах конвертерного типа или окислительным вакуумированием.

  Пути интенсификации электроплавки: сокращение периода расплавления (увеличением удельной мощности трансформаторов, использованием газокислородных горелок, предварит, подогревом шихты), применение кислорода, продувка жидкого металла порошкообразными шлакообразующими материалами, переход на одношлаковый процесс, сокращение восстановительного периода путём применения средств внепечного рафинирования (вакуумная обработка, продувка металла аргоном, обработка стали синтетическими шлаками).

  Дуговые печи с кислой футеровкой применяются главным образом для получения стали, предназначенной для фасонного литья. Большое сопротивление кислых шлаков (насыщенных SiО2 ) позволяет быстрее нагреть металл до высокой температуры, что важно для литья тонкостенных изделий. Существенный недостаток кислой плавки — невозможность удаления фосфора и серы из стали.

  О плавке стали в индукционной печи и методах специальной электрометаллургии, а также о месте и роли Э. п. среди других процессов выплавки стали см. в статьях Сталеплавильное производство , Электрометаллургия .

  Лит.: см. при ст. Электрометаллургия .

  В. А. Григорян.

(обратно)

«Электросталь»

«Электроста'ль» им. И. Ф. Тевосяна, электрометаллургический завод в г. Электросталь Московской области. Выпускает высококачественные легированные и специальные стали. Введён в действие в 1918 на базе литейной мастерской, существовавшей с 1916. В 1926—37 осуществлена коренная реконструкция завода; построены цехи: два сталеплавильных с мартеновскими печами и электропечами, прокатный (станы 350, 600, 800), термический, штамповочный, кузнечный, молотовой. В 1940 выпуск стали составил 226 тыс. т.

  В начале Великой Отечественной войны 1941—45 завод был эвакуирован на Урал. В 1942 реэвакуирован, с июля 1942 выпускал продукцию для фронта. В 50—70-е гг. на заводе проведены реконструкция и комплексная механизация многих производственных участков, построены цехи, оснащенные уникальным оборудованием новейшей конструкции, первоклассные лаборатории с современной аппаратурой. Широко применяются прогрессивные процессы производства: кислородное дутьё, глубинное раскисление, переплав металла в расплавленных шлаках и глубоком вакууме и др.; внедряется электроннолучевая и плазменная плавка. Завод ведёт научно-исследовательскую работу по изысканию и промышленному освоению новых марок стали. Освоен выпуск свыше 2000 различных марок стали и сплавов. В 1975 по сравнению с 1945 выплавка стали возросла в 3,5 раза. Награжден орденом Ленина (1945) и орденом Октябрьской Революции (1971).

  И. С. Прянишников.

(обратно)

Электросталь (город в Московской обл.)

Электроста'ль (до 1938 — Затишье), город областного подчинения в Московской области РСФСР, в 58 км к В. от Москвы. Ж.-д. ст. на ветке от линии Москва — Орехово-Зуево. 135 тыс. жителей в 1977 (43 тыс. в 1939, 97 тыс. в 1959, 123 тыс. в 1970). Электрометаллургический завод «Электросталь», завод тяжёлого машиностроения, книжная фабрика, предприятия автомобильного и ж.-д. транспорта, филиал Московского института стали и сплавов; машиностроительный и строительный техникумы, музыкальное училище.

  Лит.: Малахов Я. И., Пекарева Н. А., Электросталь, М., 1963.

(обратно)

Электросталь (сталь)

Электроста'ль, сталь, получаемая в электрических печах. См. Сталь .

(обратно)

Электростанция

Электроста'нция, электрическая станция, совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории. В зависимости от источника энергии различают тепловые электростанции , гидроэлектрические станции , гидроаккумулирующие электростанции , атомные электростанции , а также приливные электростанции , ветроэлектростанции , геотермические электростанции и Э. с магнитогидродинамическим генератором .

  Тепловые Э. (ТЭС) являются основой электроэнергетики ; они вырабатывают электроэнергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. По виду энергетического оборудования ТЭС подразделяют на паротурбинные, газотурбинные и дизельные Э.

  Основное энергетическое оборудование современных тепловых паротурбинных Э. составляют котлоагрегаты , паровые турбины , турбогенераторы , а также пароперегреватели, питательные, конденсатные и циркуляционные насосы, конденсаторы , воздухоподогреватели, электрические распределительные устройства . Паротурбинные Э. подразделяются на конденсационные электростанции и теплоэлектроцентрали (теплофикационные Э.).

  На конденсационных Э. (КЭС) тепло, полученное при сжигании топлива, передаётся в парогенераторе водяному пару, который поступает в конденсационную турбину , внутренняя энергия пара преобразуется в турбине в механическую энергию и затем электрическим генератором в электрический ток . Отработанный пар отводится в конденсатор, откуда конденсат пара перекачивается насосами обратно в парогенератор. КЭС, работающие в энергосистемах СССР, называются также ГРЭС .

  В отличие от КЭС на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) перегретый пар не полностью используется в турбинах, а частично отбирается для нужд теплофикации. Комбинированное использование тепла значительно повышает экономичность тепловых Э. и существенно снижает стоимость 1 квт ·ч вырабатываемой ими электроэнергии.

  В 50—70-х гг. в электроэнергетике появились электроэнергетические установки с газовыми турбинами . Газотурбинные установки в 25—100 Мвт используются в качестве резервных источников энергии для покрытия нагрузок в часы «пик» или в случае возникновения в энергосистемах аварийных ситуаций. Перспективно применение комбинированных парогазовых установок (ПГУ), в которых продукты сгорания и нагретый воздух поступают в газовую турбину, а тепло отработанных газов используется для подогрева воды или выработки пара для паровой турбины низкого давления.

  Дизельной Э. называется энергетическая установка, оборудованная одним или несколькими электрическими генераторами с приводом от дизелей . На стационарных дизельных Э. устанавливаются 4-тактныс дизель-агрегаты мощностью от 110 до 750 Мвт; стационарные дизельные Э. и энергопоезда (по эксплуатационным характеристикам они относятся к стационарным Э.) оснащаются несколькими дизельагрегатами и имеют мощность до 10 Мвт. Передвижные дизельные Э. мощностью 25—150 квт размещаются обычно в кузове автомобиля (полуприцепа) или на отдельных шасси либо на ж.-д. платформе, в вагоне. Дизельные Э. используются в сельском хозяйстве, в лесной промышленности, в поисковых партиях и т. п. в качестве основного, резервного или аварийного источника электропитания силовых и осветительных сетей. На транспорте дизельные Э. применяются как основные энергетические установки (дизель-электровозы, дизель-электроходы).

  Гидроэлектрическая станция (ГЭС) вырабатывает электроэнергию в результате преобразования энергии потока воды. В состав ГЭС входят гидротехнические сооружения (плотина , водоводы, водозаборы и пр.), обеспечивающие необходимую концентрацию потока воды и создание напора , и энергетическое оборудование (гидротурбины , гидрогенераторы , распределительные устройства и т. п.). Сконцентрированный, направленный поток воды вращает гидротурбину и соединённый с ней электрический генератор.

  По схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, деривационные, гидроаккумулирующие и приливные. Русловые и приплотинные ГЭС сооружают как на равнинных многоводных реках, так и на горных реках, в узких долинах. Напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды верхнего бьефа. В русловых ГЭС здание Э. с размещенными в нём гидроагрегатами является частью плотины. В деривационных ГЭС вода реки отводится из речного русла по водоводу (деривации ), имеющему уклон, меньший, чем средний уклон реки на используемом участке; деривация подводится к зданию ГЭС, где вода поступает на гидротурбины. Отработавшая вода либо возвращается в реку, либо подводится к следующей деривационной ГЭС. Деривационные ГЭС сооружают главным образом на реках с большим уклоном русла и, как правило, по совмещенной схеме концентрации потока (плотина и деривация совместно).

  Гидроаккумулирующая Э. (ГАЭС) работает в двух режимах: аккумулирования (энергия, получаемая от других Э., главным образом в ночные часы, используется для перекачки воды из нижнего водоёма в верхний) и генерирования (вода из верхнего водоёма по трубопроводу направляется к гидроагрегатам; вырабатываемая электроэнергия отдаётся в энергосистему). Наиболее экономичны мощные ГАЭС, сооружаемые вблизи крупных центров потребления электроэнергии; их основное назначение — покрывать пики нагрузки, когда мощности энергосистемы использованы полностью, и потреблять излишки электроэнергии в то время суток, когда другие Э. оказываются недогруженными.

  Приливные Э. (ПЭС) вырабатывают электроэнергию в результате преобразования энергии морских приливов. Электроэнергия ПЭС из-за периодического характера приливов и отливов может быть использована лишь совместно с энергией др. Э. энергосистемы, которые восполняют дефицит мощности ПЭС в пределах суток и месяца.

  Источником энергии на атомной Э. (АЭС) служит ядерный реактор , где энергия выделяется (в виде тепла) вследствие цепной реакции деления ядер тяжёлых элементов. Выделившееся в ядерном реакторе тепло переносится теплоносителем, который поступает в теплообменник (парогенератор); образующийся пар используется так же, как на обычных паротурбинных Э. Существующие способы и методы дозиметрического контроля полностью исключают опасность радиоактивного облучения персонала АЭС.

  Ветроэлектростанция вырабатывает электроэнергию в результате преобразования энергии ветра. Основное оборудование станции — ветродвигатель и электрический генератор. Ветровые Э. сооружают преимущественно в районах с устойчивым ветровым режимом.

  Геотермическая Э. — паротурбинная Э., использующая глубинное тепло Земли. В вулканических районах термальные глубинные воды нагреваются до температуры свыше 100°С на сравнительно небольшой глубине, откуда они по трещинам в земной коре выходят на поверхность. На геотермических Э. пароводяная смесь выводится по буровым скважинам и направляется в сепаратор, где пар отделяется от воды; пар поступает в турбины, а горячая вода после химической очистки используется для нужд теплофикации. Отсутствие на геотермических Э. котлоагрегатов, топливоподачи, золоуловителей и т. п. снижает затраты на строительство такой Э. и упрощает её эксплуатацию.

  Э. с магнитогидродинамическим генератором (МГД-генератор) — установка для выработки электроэнергии прямым преобразованием внутренней энергии электропроводящей среды (жидкости или газа).

  Лит.: см. при статьях Атомная электростанция , Ветроэлектрическая станция , Гидроэлектрическая станция , Приливная электростанция . Тепловая паротурбинная электростанция , а также при ст. Наука (раздел Энергетическая наука и техника. Электротехника).

  В. А. Прокудин.

(обратно)

Электростатика

Электроста'тика (от электро... и статика ), раздел теории электричества , в котором изучается взаимодействие неподвижных электрических зарядов. Оно осуществляется посредством электростатического поля . Основной закон Э. — Кулона закон , определяющий силу взаимодействия неподвижных точечных зарядов в зависимости от их величины и расстояния между ними.

  Электрические заряды являются источниками электростатического поля. Этот факт выражает Гаусса теорема . Электростатическое поле потенциально, т. е. работа сил, действующих на заряд со стороны электростатического поля, не зависит от формы пути.

  Электростатическое поле удовлетворяет уравнениям:

  div D = 4pr, rot Е = 0,

  где D — вектор электрической индукции (см. Индукция электрическая и магнитная), Е — напряжённость электростатического поля, r — плотность электрического заряда. Первое уравнение представляет собой дифференциальную форму теоремы Гаусса, а второе выражает потенциальный характер электростатического поля. Эти уравнения можно получить как частный случай Максвелла уравнений .

  Типичные задачи Э. — нахождение распределения зарядов на поверхностях проводников по известным полным зарядам или потенциалам каждого из них, а также вычисление энергии системы проводников по их зарядам и потенциалам.

  Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976; Калашников С. Г., Электричество, 3 изд., М., 1970 (Общий курс физики, т. 2).

  Г. Я. Мякишев.

(обратно)

Электростатическая дефектоскопия

Электростати'ческая дефектоско'пия, см. в ст. Дефектоскопия .

(обратно)

Электростатическая запись

Электростати'ческая за'пись, процесс нанесения и сохранения различного вида информации, представленной электрическими сигналами, на диэлектрическом носителе (ДН) посредством создания на нём того или иного распределения электрических зарядов (зарядного рельефа), несущего в себе скрытое изображение записанной информации. Системы Э. з. в зависимости от способов записи и воспроизведения информации подразделяют на 2 основные группы. В 1-й группе органом записи (ОЗ) систем служит электродная головка или электроннолучевая трубка с металловолоконным экраном. Элемент скрытого изображения формируется переносом зарядов с электродов (волокон) ОЗ на ДН через воздушный зазор толщиной 5—20 мкм в результате электрического разряда при подаче на электроды ОЗ напряжения 700—900 в . Скрытое изображение на ДН, полученное в результате относительного перемещения ОЗ и ДН, преобразуют в видимое изображение методами электрофотографии . Запись осуществляется либо на электростатической бумаге, состоящей из электропроводящей основы и слоя диэлектрика, с использованием при визуализации скрытого изображения как сухих, так и жидких электрографических проявителей, либо на диэлектрическом барабане с последующим переносом изображения, проявленного с помощью порошка, с барабана на обычную бумагу. Достоинства систем Э. з. 1-й группы: высокая информационная скорость (для дискретной информации она составляет 10—20 тыс. знаков в 1 сек, для аналоговой соответствует частоте в несколько десятков кгц ); возможность записи различной информации (в т. ч. полутоновых изображений) и практически немедленной её визуализации; отсутствие при записи и воспроизведении химических и ударных воздействий на ДН; нечувствительность к свету; сравнительно низкая стоимость применяемых для записи материалов. Эти системы используют в качестве электростатических регистраторов для вывода данных из ЭВМ, записи процессов в экспериментальной физике и измерительной технике и т. д.

  Ко 2-й группе относят системы с записью электрических сигналов с помощью сфокусированного на ДН сканирующего электронного луча в вакуумной камере и воспроизведением информации также в виде электрических сигналов (которые затем преобразуют в телевизионное изображение или документируют). ДН в таких системах — лента шириной 35 или 70 мм, состоящая из 3 слоев: основы из полиэтилентере-фталата (лавсана) толщиной 50—80 мкм; тонкого (до 1 мкм ) металлического слоя; диэлектрического слоя толщиной до 10 мкм. Электронный луч формируется с помощью электронной пушки (электронного прожектора). При воспроизведении сканирующий электронный луч от того же или дополнительного электронного прожектора обегает поверхность ДН. Вторичные электроны (см. Вторичная электронная эмиссия ), выбитые лучом из ДН, направляются в электронный умножитель ; модулированный по плотности поток вторичных электронов преобразуется в видеосигнал . Достоинства систем Э. з. 2-й группы по сравнению с системами магнитной записи : более широкая полоса частот (до 20 Мгц ); большая плотность записи; более высокое качество воспроизведения. Недостатки: конструктивная сложность; необходимость применять вакуумно-чистые материалы и производить откачку камеры после каждой смены ленты. Системы 2-й группы используют для передачи изображений из космоса. Разновидность Э. з. — термопластическая запись .

  Лит.: Рейнберг М. Г., Электростатическая запись, М., 1974.

  М. Г. Рейнберг.

(обратно)

Электростатический генератор

Электростати'ческий генера'тор, высоковольтное устройство, в котором разность потенциалов создаётся механическим переносом электрических зарядов. См. Ускоритель высоковольтный .

(обратно)

Электростатический прибор

Электростати'ческий прибо'р, измерительный прибор , принцип действия которого основан на механическом взаимодействии электродов, несущих разноимённые электрические заряды. В Э. п. измеряемая величина преобразуется в напряжение переменного или постоянного тока, определяемое электростатическим измерительным механизмом (рис. ). Измеряемое напряжение подводится к подвижному электроду, укрепленному на оси, связанной со стрелкой, и к изолированному от него неподвижному электроду. В результате взаимодействия зарядов, возникающих на электродах, на оси появляется вращающий момент, пропорциональный квадрату приложенного напряжения. Действующая на ось пружина создаёт момент, противодействующий вращающему моменту и пропорциональный углу поворота оси подвижного электрода. При взаимодействии вращающего и противодействующего моментов стрелка измерительного механизма поворачивается на угол, пропорциональный квадрату поданного на электроды напряжения. Шкала, градуируемая в единицах измеряемых величин, получается неравномерной, выполняется часто со световым указателем. Э. п. используют обычно для измерения напряжений переменного или постоянного тока, в том числе высокочастотных. Для этих приборов характерно малое потребление энергии и независимость показаний от частоты. Они подвержены влиянию внешних электростатических полей, которое ослабляется внутренним экранированием прибора. Э. п. выпускаются наивысшего класса точности 0,005.

  Лит.: Электрические измерения, под ред. Е. Г. Шрамкова, М., 1972.

  Н. Н. Вострокнутов.

Электростатический измерительный прибор: 1 — подвижный электрод; 2 — неподвижный электрод; 3 — ось; 4 — пружина; 5 — стрелка; 6 — шкала.

(обратно)

Электростатический ракетный двигатель

Электростати'ческий раке'тный дви'гатель , реактивный двигатель, в котором рабочее тело, обычно щелочные металлы — цезий, рубидий, а также другие элементы — ртуть, аргон, и т. п., сначала подвергается ионизации, а затем образовавшиеся ионы ускоряются в сильном электростатическом поле до скоростей в десятки и сотни км/сек. См. также Электрический ракетный двигатель .

(обратно)

Электростатический ускоритель

Электростати'ческий ускоритель, одни из типов высоковольтных ускорителей заряженных частиц, в котором источником высокого напряжения служит электростатический генератор. См. Ускоритель высоковольтный .

(обратно)

Электростатический флюксметр

Электростати'ческий флюксме'тр, прибор для измерения напряженности электростатического поля. Его действие основано на связи между плотностью заряда s, индуцированного полем на проводнике, и напряженностью электрического поля Е, т. е. Е= 4p s. Различают статические Э. ф., в которых с помощью электрометра измеряется величина заряда, наведённая измеряемым полем на хорошо изолированный измерительный электрод (обычно плоскую пластину), и динамические Э. ф., в которых напряжённость поля у измерительного электрода всё время меняется за счёт перемещения дополнительного электрода. Ток или изменения потенциалов, создаваемые Э. ф. динамического типа, являются мерой измеряемой напряжённости ноля. С помощью Э. ф. удаётся измерять поля напряжённостью от 10—1 —1 кв ·м —1 до 106 — 107 кв ·м —1 . меняющиеся с частотой от 0 до 1000 гц.

Э. ф. широко используется в геофизике, технике, особенно для измерения быстро меняющихся величин на движущихся объектах (самолёты, ракеты и т. д.), в средах с большой влажностью (облака), с низкой проводимостью и т. д.

Лит.: Имянитов И. М., Приборы и методы для изучения электричества атмосферы, М., 1957; Чалмерс Дж. А., Атмосферное электричество, пер. с англ., Л., 1974.

И. М. Имянитов.

(обратно)

Электростатическое поле

Электростати'ческое по'ле, электрическое поле неподвижных электрических зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними. Как и переменное электрическое поле, Э. п. характеризуется напряжённостью электрического поля Е : отношением силы, действующей на заряд, к величине заряда. Силовые линии напряжённости Э. п. не замкнуты: они начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных. В диэлектриках Э. п. характеризуется вектором электрической индукции D (см. Индукция электрическая и магнитная). Вектор О удовлетворяет Гаусса теореме . Э. п. потенциально, т. е. работа этого поля по перемещению электрического заряда между двумя точками не зависит от формы траектории: на замкнутом пути она равна нулю. Вследствие потенциальности Э. п. его можно характеризовать одной скалярной функцией — электростатическим потенциалом j, связанным с вектором Е соотношением Е= —grad j. Потенциал j удовлетворяет Пуассона уравнению . В однородном диэлектрике Э. п. вследствие поляризации диэлектрика убывает в e раз, где e — диэлектрическая проницаемость . Внутри проводников Э. п. равно нулю; все точки поверхности проводника имеют один и тот же потенциал j. Если в проводнике есть полость, то Э. п. в ней также равно нулю; на этом основана электростатическая защита электрических приборов.

Лит.: см. при ст. Электростатика .

(обратно)

Электростимулятор

Электростимуля'тор, генератор электрических колебаний, назначение которого — лечебное воздействие электрическими импульсами на сердце, мочевой пузырь и другие органы и ткани. Подробнее см. Стимуляторы электронные .

(обратно)

Электростимуляция

Электростимуля'ция, лечебный метод дозированного воздействия электрическим током на какие-либо органы для стимуляции их деятельности. Подробнее см. Стимуляция электрическая

(обратно)

Электрострикция

Электростри'кция (от электро... и лат. strictio — стягивание, сжимание), деформация диэлектриков в электрическом поле Е, пропорциональная квадрату напряжённости электрического поля Е2 и не зависящая от изменения направления поля Е на обратное. Э. обусловлена поляризацией диэлектриков в электрическом поле и имеет место у всех диэлектриков — твёрдых, жидких и газообразных. Для твёрдых диэлектриков Э. очень мала и не имеет практического значения. Э. следует отличать от линейного по полю обратного пьезоэффекта, который на несколько порядков больше Э. и может наблюдаться только в кристаллических диэлектриках с определённой симметрией (см. Пьезоэлектричество ). Иногда говорят о большой Э. у сегнетоэлектриков. В действительности, это обратный пьезоэффект, но из-за возможности изменения направления спонтанной поляризации доменов при изменении направления поля на противоположное деформация не зависит от направления поля.

  В анизотропных кристаллах Э. можно описать зависимостью между 2 тензорами 2-го ранга — тензором квадрата напряжённости электрического поля и тензором деформации:

Здесь rij — компонента тензора деформации, Em, En — составляющие электрического поля. Коэффициент Rij называется коэффициентом Э. Число независимых коэффициентов Э. зависит от симметрии кристаллов. Например, для триклинных кристаллов тензоры Э. имеют 36 независимых коэффициентов для изотропных диэлектриков — 2. Величина Rij ~ 10—14 —10—10 . В поле Е ~ 300 в ×см  rij ~ 10—6 .

  В изотропных средах, и т. ч. в газах и в жидкостях, Э. наблюдается как изменение плотности под действием электрического поля и описывается формулой:

DV/V=AE2           (2)

где DV/V — относительная объёмная деформация, А — постоянная Э., равная:

Здесь b — сжимаемость, r — плотность, e — диэлектрическая проницаемость. Для органических жидкостей (ксилол, толуол, нитробензол) А ~ 10—12 .

  Под действием переменного электрического поля частоты w диэлектрик в результате Э. колеблется с частотой 2w, что характерно для квадратичных эффектов. Поэтому Э. может использоваться для преобразования электрических колебаний в звуковые.

  Лит.: Желудев И. С., Фотченков А. Л., Электрострикция линейных диэлектриков, «Кристаллография», 1958, т. 3, в. 3; Иона Ф., Ширане Д., Сегнетоэлектрические кристаллы, пер. с англ., М., 1965; Желудев И. С., Основы сегнетоэлектричества, М., 1973

  И С. Желудев

(обратно)

Электросудорожная терапия

Электросу'дорожная терапия, электрошок, электроконвульсивная терапия, метод лечения психических заболеваний посредством судорожных припадков, вызываемых электрическим раздражением мозга. Предложена в 1938 итальянскими врачами У. Черлетти и Л. Бини как разновидность т. н. судорожной терапии. Э. т. проводят при помощи специального аппарата, который позволяет дозировать как напряжение (от 60 до 120 в), так и длительность воздействия (десятые доли сек ) электрического тока, пропускаемого через головной мозг при наложении на голову электродов. Действие электрического тока на головной мозг вызывает судорожный припадок, по миновании которого больной обычно засыпает. Механизм действия Э. т. остается недостаточно ясным; предполагается, что он сходен со стрессом Э. т. проводят в виде курса (ежедневно или с интервалами 2—3 дня). В связи с развитием психофармакологии Э. т. имеет ограниченное применение, главным образом при затяжных депрессиях, когда психотропные средства неэффективны. Для предупреждения осложнений Э. т. (переломы костей, вывихи) используют релаксанты

(обратно)

Электротермический ракетный двигатель

Электротерми'ческий раке'тный дви'гатель, реактивный двигатель, рабочее тело которого нагревается до высокой температуры с помощью электрической дуги, омического нагрева и других методов, далее расширяется в сопле. Скорость истечения может достигать 20 км/сек. См. также Электрический ракетный двигатель

(обратно)

Электротермического оборудования институт

Электротерми'ческого обору'дования институ'т, Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (ВНИИЭТО). Основан и 1961 на базе Особого конструкторского бюро «Электропечь». Находится в Москве; имеет отделения в Истре, Новосибирске и Харькове, производственную базу в Москве и опытный завод в Истре. ВНИИЭТО — научный центр электропечестроения в СССР: ведёт научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию всех видов электротермического оборудования для термических и плавильных процессов, применяемого во всех отраслях народного хозяйства (машиностроение, металлургия, химия, электроника и др.), в т. ч. печей: дуговых сталеплавильных, руднотермических, плазменных, электроннолучевых, электрошлакового переплава, сопротивления и индукционных (включая вакуумные, с контролируемой атмосферой и прецизионные), а также оборудования для низкотемпературного нагрева (в т. ч. для сельского хозяйства), трубчатых нагревателей, приборов бытового электронагрева. Издаёт научные труды «Исследования в области промышленного электронагрева», имеет Учёный совет и аспирантуру.

  А. С. Бородачей.

(обратно)

Электротермия

Электротерми'я (от электро... и греч. thérme — жар, тепло), прикладная наука о процессах преобразования электрической энергии в тепловую; отрасль электротехники, осуществляющая проектирование, изготовление и эксплуатацию электротермических установок; отрасль энергетики, занимающаяся потреблением электрической энергии для нагрева, плавки или отопления в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, медицине, военном деле и быту; совокупность электротехнологических процессов с использованием теплового действия электрической энергии в различных отраслях техники (в металлургии — электрометаллургия , в химии — плазмохимия , в машиностроении — высокочастотный нагрев, электротермообработка и т. д.). В Э. различают дуговой нагрев, индукционный нагрев , диэлектрический нагрев , электронный нагрев, нагрев по Джоуля—Ленца закону , нагрев в электролите, нагрев излучением оптического квантового генератора (лазера ).

  Понятие «электротермические установки» (или «электротермическое оборудование») включает электрические печи , плазменные реакторы , электрические нагревательные приборы коммунального и бытового назначения. Применение электрической энергии для теплогенерации обеспечивает: возможность концентрации большой энергии в малых объемах, следствием чего могут быть высокие температуры, недостижимые при других способах теплогенерации; большие скорости и нагрева и компактность электротермических установок; возможность регулирования величины и распределения температуры в рабочем пространстве печи, что позволяет осуществлять равномерный нагрев в больших объёмах изделий (при прямом электронагреве) или избирательный нагрев (под поверхностную закалку, для зонной плавки ) и создаёт благоприятные условия для автоматизации теплового и технологического процессов; возможность создания в рабочем пространстве электротермических установок вакуума, что позволяет использовать давление как фактор регулирования технологического процесса (вакуумные или компрессионные электрические печи), применять контролируемые (инертные или защитные) атмосферы для защиты нагреваемых материалов и изделий от вредных воздействий воздуха (и частности, уменьшение угара); отсутствие дымовых газов (продуктов сгорания топлива), что позволяет увеличить коэффициент использования тепла, т. е. кпд электротермических установок, и обусловливает чистоту их рабочего пространства; транспортабельность и простоту подачи электрической энергии (по линиям электропередачи).

  Развитие Э. сдерживают недостатки этого способа теплогенерации: более высокая стоимость эксплуатации электротермических установок но сравнению с другими типами печей; большая стоимость электротермического оборудования в изготовлении, комплектации и эксплуатации, а следовательно, в ряде случаев большие капитальные затраты, и более высокие требования к технической культуре производства, нередко также большой расход дорогих и дефицитных материалов на изготовление электротермического оборудования; меньшие надёжность, долговечность и ремонтопригодность электротермических установок; зависимость работы электротермической установки от режима работы энергосистемы.

  Электротермические установки применяют: если технологический процесс нельзя осуществить без Э. (в этом случае целесообразность определяется значением получаемой продукции для народного хозяйства); если можно получить продукцию более высокого качества (экономический эффект зависит от того, насколько выгоды от улучшения свойств продукции компенсируют увеличение сё стоимости); если улучшаются условия труда, повышается безопасность обслуживающего персонала; если достигается снижение себестоимости (благодаря более высокой производительности труда) или уменьшение капитальных затрат, включая затраты в смежных отраслях производства.

  На долю Э. приходится до 15% потребляемой промышленностью электрической энергии. На базе Э. созданы и развиваются производства специальных сталей, ферросплавов, цветных и лёгких металлов и сплавов, твёрдых сплавов, редких металлов, карбида кальция, фосфора и других продуктов; осуществляются обработка металлов давлением и термическая обработка; происходит электрификация быта.

  Лит.: Егоров А. В., Моржин А. Ф., Электрические печи для производства сталей, М., 1975; Свенчанский А. Д., Электрические промышленные печи, 2 изд., ч. 1, М., 1975; История энергетической техники СССР, т. 2, М. — Л., 1957. с. 460—93; Paschkis V., Persson J., Industrial electric furnaces and appliances, 2 ed., N. Y. — L., 1960.

  А. В. Егоров, А. Ф. Моржин.

(обратно)

Электротермообработка

Электротермообрабо'тка, методы термической обработки металлов и их сплавов, при которых нагрев осуществляется электрическим током. Наибольшее распространение Э. (в отличие от пламенного нагрева) получила при поверхностной закалке в электролите и токами высокой частоты (ТВЧ). При закалке в электролите деталь помещают в ванну с электролитом; корпус ванны является анодом, деталь — катодом; при прохождении постоянного тока через электролит выделяется водород, который осаждается на поверхности детали, что приводит к повышению электрического сопротивления и, как результат, к нагреву изделия. После нагрева ток выключают, а деталь закаливают в самом электролите или в отдельном (закалочном) баке. Преимущества закалки в электролите — простота, возможность нагревать отдельные места детали, автоматизировать процесс. Недостатки — трудность регулирования температуры, низкая производительность, необходимость предохранения деталей от коррозии.

  Поверхностная закалка токами высокой частоты даёт возможность получить на изделии твёрдый поверхностный слой при мягкой и вязкой сердцевине. Закалка изделия ТВЧ осуществляется с помощью индукционного нагрева в индукционной нагревательной установке . В зависимости от формы, размеров деталей и предъявляемых к ним требований различают: одновременный, непрерывно-последовательный и последовательный способы закалки. Преимущества обработки ТВЧ: высокая производительность и экономичность, более высокая по сравнению с другими методами твёрдость закалённой поверхности, высокая скорость нагрева, отсутствие окалины, возможность точного регулирования глубины закалённого слоя и автоматизации процесса, улучшение условий труда и др.

  Н. А. Шемелёв.

(обратно)

Электротехника

Электроте'хника (от электро... и техника ), отрасль науки и техники, связанная с применением электрических и магнитных явлений для преобразования энергии, получения и изменения химического состава веществ, производства и обработки материалов, передачи информации, охватывающая вопросы получения, преобразования и использования электрической энергии в практической деятельности человека.

  Историческая справка. Возникновению Э. предшествовал длительный период накопления знаний об электричестве и магнетизме , в течение которого были сделаны лишь отдельные попытки применения электричества в медицине, а также для передачи сигналов. В 17—18 вв. исследованию природы электрических явлений были посвящены труды М. В. Ломоносова . Т. В. Рихмана , Б. Франклина , Ш. О. Кулона , П. Дивиша и др. Для становления Э. решающее значение имело появление первого источника непрерывного тока — вольтова столба ( А. Вольта , 1800), а затем более совершенных гальванических элементов, что позволило в 1-й трети 19 в. провести многочисленные исследования химических, тепловых, световых и магнитных явлений, вызываемых электрическим током (труды В. В. Петрова , X. К. Эрстеда , Д. Ф. Араго , М. Фарадея , Дж. Генри , А. М. Ампера , Г. С. Ома и др.). В этот период были заложены основы электродинамики , открыт важнейший закон электрической цепи — Ома закон . Среди попыток практического использования результатов этих достижений наиболее значительными были работы в телеграфии (электромагнитный телеграф П. Л. Шиллинга , 1832), в военном деле (гальваноударные морские мины Б. С. Якоби , 1840-е гг.), в области электрических измерений (индикатор электрического тока, т. н. мультипликатор, австрийского учёного И. К. Швейгера, 1820). Открытие электромагнитной индукции (1831—32) предопределило появление электрических машин — двигателей и генераторов. Поскольку все первые потребители электроэнергии использовали постоянный ток (как наиболее изученный), первые электрические машины были постоянного тока машинами . Исторически электродвигатели стали создаваться раньше электромашинных генераторов, т. к. в 1-й трети 19 в. гальванические элементы как источники тока к большей или меньшей мере удовлетворяли требованиям практики. Период совершенствования конструкции электродвигателя — от лабораторных приборов, демонстрировавших возможность превращения электрической энергии в механическую (установка Фарадея, 1821), до машин промышленного типа — охватывает приблизительно 50 лет. В первых электродвигателях подвижная часть совершала возвратно-поступательное или качательное движение, а момент на валу двигателя был пульсирующим (например, в двигателе Генри). Начиная с середины 30-х гг. 19 в. стали строиться двигатели с вращающимся якорем . Таким электродвигателем, получившим практическое применение, был двигатель, разработанный Якоби (1834--38). Испытание этого двигателя, приводившего в движение «электрический бот», показало, с одной стороны, принципиальную возможность его практического применения, а с другой — необходимость создания более экономичного по сравнению с гальваническими элементами источника электроэнергии. Таким источником стал электромашинный генератор, прообразом которого была униполярная машина Фарадея (1831). Первыми практически пригодными электромашинными генераторами были магнитоэлектрические генераторы, в которых магнитное поле создавалось постоянными магнитами, а якорями служили массивные индуктивные катушки (Якоби, 1842). В 1851 немецкий учёный В. Зинстеден предложил заменить постоянные магниты электромагнитами , катушки которых питались от самостоятельных магнитоэлектрических генераторов. Дальнейшее совершенствование конструкции электромашинного генератора связано с использованием для возбуждения обмотки электромагнита тока самого генератора. Такие генераторы с самовозбуждением были предложены почти одновременно датским учёным С. Хиортом (1854), английскими инженерами К. и С. Варли (1867), Л. Йедликом , Ч. Уитстоном , Э. В. Сименсом . Промышленное производство генераторов было начато в 1870 в Париже после того, как З. Т. Грамм впервые применил в генераторе с самовозбуждением кольцевой шихтованный якорь, принципиальная конструкция которого была предложена для электродвигателя в 1860 А. Пачинотти . Генератор Грамма работал не только в генераторном, но и в двигательном режиме, что положило начало практическому внедрению принципа обратимости электрических машин (открытому Э. X. Ленцем , 1832—38) и позволило значительно расширить область использования электрических машин. Последующее совершенствование машин постоянного тока шло по пути улучшения их конструктивных элементов — замена кольцевого якоря барабанным (Ф. Хёфнер-Альтенек , 1873), усовершенствование шихтованных якорей (американский изобретатель Х. Максим, 1880), введение компенсационной обмотки (1884), дополнительных полюсов (1885) и др. К 80-м гг. 19 в. электрические машины постоянного тока приобрели основные конструктивные черты современных машин. Их совершенствованию способствовало открытие закона о направлении индукционных токов (см. Ленца правило ), обнаружение и исследование противоэдс (Якоби, 1840) и реакции якоря (Ленц, 1847), разработка методов расчёта электрических цепей (Г. Р. Кирхгоф , 1847) и магнитных цепей (английский учёный Дж. Гопкинсон, нач. 80-х гг.), изучение магнитных свойств железа (А. Г. Столетов , 1871) и др. К концу 70-х гг. относятся работы Дж. К. Максвелла , сформулировавшего уравнения (см. Максвелла уравнения ), являющиеся основой современного учения об электромагнитном поле .

  Наряду с электромашинными генераторами продолжали совершенствоваться химические источники тока. Значительным шагом в этом направлении было изобретение свинцового аккумулятора (французский физик Г. Планте, 1859). Усовершенствованная конструкция этого аккумулятора к 80-м гг. уже имела все основные элементы современных аккумуляторов.

  Создание надёжных источников тока сделало возможным удовлетворение возросших потребностей в электрической энергии для практических целей. Дальнейшее развитие Э. связано с возникновением электротехнической промышленности и массовым распространением электрического освещения, которое в 50—70-х гг. 19 в. заменило газовое. Идея применения электрической энергии для освещения была высказана Петровым в 1802 после открытия дуги электрической . Первыми электрическими источниками света были разнообразные дуговые угольные лампы , среди которых наиболее дешёвой и простой была «свеча Яблочкова» (П. Н. Яблочков , 1876). В 1870—75 А. Н. Лодыгин разработал несколько типов ламп накаливания, усовершенствованных позднее Т. А. Эдисоном и получивших преимущественное распространение к 90 м гг. 19 в. Достижения в создании и применении электрических источников света оказали существенное влияние на становление и развитие светотехники . С распространением электрического освещения связано создание электроэнергетических систем. Уже в первых осветительных устройствах Яблочкова имелись все основные элементы энергосистем: первичный двигатель, генератор, линия электропередачи, трансформатор, приёмник энергии.

  Начало применению электроэнергии для технологических целей положили ещё работы Якоби (1838), предложившего использовать электрический ток для получения металлических копий и для нанесения металлических покрытий (см. Гальванотехника ).

  Но расширение области практического использования электрической энергии стало возможно лишь в 70—80-е гг. 19 в. с решением проблемы передачи электроэнергии на расстояние. В 1874 Ф. А. Пироцкий пришёл к выводу об экономической целесообразности производства электроэнергии в местах, где имеются дешёвые топливные или гидроэнергетические ресурсы, с последующей передачей её к потребителю. В 1880—81 Д. А. Лачинов и М. Депре независимо друг от друга предложили для уменьшения потерь электроэнергии в линии электропередачи (ЛЭП) использовать ток высокого напряжения. Первая линия электропередачи на постоянном токе была построена Депре в 1882 между городами Мисбахом и Мюнхеном (длина линии 57 км, напряжение в ней 1.5—2 кв ). Однако попытки осуществить электропередачу на постоянном токе оказались неэффективными, т. к., с одной стороны, технические возможности получения постоянного тока высокого напряжения были ограничены, а с другой — было затруднено его потребление. Поэтому наряду с использованием для передачи электроэнергии постоянного тока велись работы по применению в тех же целях однофазного переменного тока , напряжение которого можно было изменять (повышать и понижать) с помощью однофазного трансформатора. Создание промышленного типа такого трансформатора (О. Блати , М. Дери , К. Циперновский , 1885, и др.) по существу решило проблему передачи электроэнергии. Однако широкое распространение однофазного переменного тока в промышленности было невозможно из-за того, что однофазные электродвигатели не удовлетворяли требованиям промышленного электропривода, и поэтому применение однофазного переменного тока ограничивалось лишь установками электрического освещения.

  В 70—80-е гг. 19 в. электроэнергию начали использовать в технологических процессах: при получении алюминия, меди, цинка, высококачественных сталей: для резки и сварки металлов; упрочнения деталей при термической обработке и т. д. В 1878 Сименс создал промышленную конструкцию электроплавильной печи. Методы дуговой электросварки были предложены Н. Н. Бенардосом (1885) и Н. Г. Славяновым (1891).

  К концу 70-х гг. относятся также первые попытки использования электроэнергии на транспорте, когда Пироцкий провёл испытания вагона, на котором был установлен электрический тяговый двигатель. В 1879 Сименс построил опытную электрическую дорогу в Берлине. В 80-е гг. трамвайные линии были открыты во многих городах Западной Европы, а затем в Америке (США). В России первый трамвай был пущен в Киеве в 1892. В 90-е гг. электрическая тяга была применена и на подземных железных дорогах (в 1890 в Лондонском метрополитене, в 1896 — в Будапештском), а затем на магистральных железных дорогах.

  В конце 19 в. промышленное использование электроэнергии превратилось в важнейшую комплексную технико-экономическую проблему — наряду с экономичной электропередачей необходимо было иметь электродвигатель, удовлетворяющий требованиям электропривода. Решение этой проблемы стало возможным после создания многофазных, в частности трёхфазных, систем (см. Трёхфазная цепь ) переменного тока. Над этой проблемой работали многие инженеры и учёные (Н. Тесла , американский учёный Ч. Брэдли, немецкий инженер Ф. Хазельвандер и др.), но комплексное решение предложил в конце 80-х гг. М. О. Доливо-Добровольский , который разработал ряд промышленных конструкций трёхфазных асинхронных двигателей , трёхфазных трансформаторов, и в 1891 построил трёхфазную линию электропередачи Лауфен — Франкфурт (длина линии 170 км ).

  Современное состояние Э. Практическое применение трёхфазных систем положило начало современному этапу развития Э., который характеризуется растущей электрификацией промышленности, сельского хозяйства, транспорта, сферы быта и др. Увеличение потребления электроэнергии обусловило строительство мощных электростанций, электрических сетей, создание новых и расширение действующих электроэнергетических систем. Строительство мощных ЛЭП высокого напряжения привело к разработке разнообразного высоковольтною оборудования, электроизоляционных материалов, средств электроизмерительной и преобразовательной техники и т. д., а также стимулировало улучшение конструкций электрических машин и аппаратов, разработку методов анализа процессов в цепях переменного тока (работы Ч. П. Штейнмеца и др.). Совершенствование электротехнических устройств способствовало формированию таких научных дисциплин, как высоких напряжений техники , теория электрических цепей , теория электрических машин, электропривод и др. Успехи Э. оказали существенное влияние на развитие радиотехники и электроники , телемеханики и автоматики , а также вычислительной техники и кибернетики .

  Один из важных разделов Э. — электромеханика охватывает вопросы преобразования энергии, практическое решение которых на широкой научной основе потребовало разработки специальных методов, связанных с анализом и описанием процессов, протекающих именно в электротехнических устройствах. Математическое описание таких процессов основано на решении уравнений Максвелла. При этом их дополняют уравнениями, описывающими конкретный процесс, или используют вариационные принципы механики . Так, на основе возможных перемещений принципа разработаны различные формализованные методы, среди которых наибольшее практическое применение при исследовании процессов, протекающих в электрических системах, машинах и аппаратах, находят методы: исключения уравнений с периодическими коэффициентами для взаимно перемещающихся цепей; выбора наиболее целесообразных систем обобщённых координат , анализа переходных процессов в электрических цепях; определения устойчивости работы нерегулируемых и регулируемых электрических машин, связанных линиями электропередачи, и др. Значительный вклад в развитие этих методов сделали А. А. Горев, П. С. Жданов, С. А. Лебедев , американский учёный Р. X. Парк, английские учёные О. Хевисайд , Г. Крон и др. Их труды легли в основу математической теории электрических машин и открыли возможность для применения сложного математического аппарата (тензорного исчисления , графов теории , теории матриц, операционного исчисления ) при решении разнообразных прикладных задач, в частности связанных с изучением сложных электромеханических систем, переходных электромеханических и электромагнитных процессов, Использование тензорного исчисления привело к появлению такого приёма исследования, как диакоптика, при котором данные, характеризующие всю сложную систему (например, электрическую цепь, содержащую сотни и тысячи узлов и ветвей), можно получать, рассматривая поведение её отдельных частей. Особенно эффективным стало употребление формализованных методов в сочетании с машинным проектированием, являющимся одним из перспективных направлений при рассмотрении современных задач электромеханики (в частности, задач синтеза, решаемых на основе алгебры логики и теории направленных графов). Формализованные методы используют при исследовании многих проблемных задач Э., например таких, как изучение нелинейных цепей (а также возникающих в них гармонических и субгармонических колебаний), проводимое на основе методов анализа и синтеза, разработанных ранее для линейных цепей и трудах А. М. Ляпунова , Н. М. Крылова, Н. Н. Боголюбова , Л. И. Мандельштама , Н. Д. Папалекси , А. А. Андронова и др. Важное направление современной Э. — разработка теоретических и экспериментальных методов исследований, основывающихся на подобия теории , аналоговом и физическом моделировании , теории планирования эксперимента и позволяющих решать ряд принципиальных научно-технических проблем Э. К ним, в частности, относятся вопросы совершенствования существующих способов передачи электроэнергии и разработка новых. В круг этих вопросов входят: исследования процессов, протекающих в линиях электропередачи и преобразовательных устройствах; разработка и совершенствование управляемых элементов коммутационной аппаратуры; создание полупроводниковых преобразователей, способных эффективно работать в сочетании с электромеханическими устройствами (см. Преобразовательная техника ), а также изучение возможности использования гиперпроводников и сверхпроводников в линиях электропередачи.

  Большое практическое значение имеет разработка способов оптимального управления сложными электроэнергетическими системами и повышения их надёжности. Решение этих задач основывается на использовании методов моделирования и вероятности теории . Необходимое условие для повышения устойчивости и надёжности работы электроэнергетических систем — создание мощных симметрирующих устройств, статических регуляторов и другой аппаратуры, обеспечивающей оптимальные режимы работы систем.

  Важные направления Э. — создание сложных электромагнитных полей с заданными свойствами, требующее разработки методов расчёта и моделирования электрических и магнитных полей в ферромагнитных, плазменных и других нелинейных и анизотропных средах, а также исследование и определение оптимальной конфигурации систем (в частности, сверхпроводящих), создающих сильные магнитные поля; разработка теории управления электромагнитными полями и методов синтеза систем, создающих эти поля.

  Значительный интерес представляет изучение импульсных полей высокой интенсивности (см. Импульсная техника высоких напряжении), в т. ч. разработка методов анализа взаимодействия таких полей с веществом, исследование тепловых и электродинамических процессов в электроэнергетических устройствах предельных параметров. Результаты этих работ находят применение при создании магнитопроводов для сверхмощных трансформаторов электрических и реакторов электрических .

  Теоретические и экспериментальные методы Э. нашли своё развитие в ряде др. отраслей науки и техники, связанных, в частности, с исследованием свойств вещества (полупроводников, плазмы), с разработкой и созданием средств ядерной и лазерной техники, изучением явлений микромира и жизнедеятельности живых организмов, освоением космического пространства.

  Достижения Э. используются во всех сферах практической деятельности человека — в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, быту и т. д. Электротехническая промышленность выпускает машины и аппараты для производства, передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии; разнообразную электротехническую аппаратуру и технологическое оборудование; электроизмерительные приборы и средства электросвязи: регулирующую, контролирующую и управляющую аппаратуру для систем автоматического управления; электробытовые приборы и машины, медицинское и научное оборудование и др.

  Научные учреждения и организации, периодические издания. Большую роль в развитии Э. играют международные организации: Международная электротехническая комиссия (МЭК), Международная конференция по большим системам (СИГРЭ), Международная конференция по применению вычислительных методов в электротехнике (ПИИСИСИ), Международная организация по электротехнике (Интерэлектро), Всемирная электротехническая конференция (ВЭлК). Активное участие в работе этих организаций принимают советские учёные. В СССР научные исследования по Э. проводятся во Всесоюзном электротехническом институте им. В, И. Ленина (ВЭИ, Москва), Государственном научно-исследовательском энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского (ЭНИН, Москва), Всесоюзном НИИ электромеханики (ВНИИЭМ, Москва), Всесоюзном НИИ электропривода (ВНИИЭ, Москва), Всесоюзном НИИ источников тока (ВНИИТ, Москва), Московском энергетическом институте (МЭИ), Ленинградском электротехническом институте (ЛЭТИ), во Всесоюзном НИИ электромашиностроения (Ленинград), НИИ постоянного тока (НИИПТ, Ленинград), а также во многих научных центрах других городов Советского Союза.

  Вопросы Э. освещаются на страницах многочисленных периодических изданий. В СССР издаются общесоюзные журналы «Электричество », «Электротехника », «Электрические станции » и др.; за рубежом наиболее известны «EEI Bulletin» (N. Y., с 1933), «Energi International» (S. F., с 1963), «Revue de l’energie» (P., с 1949), «Electrical Review» (L., с 1872).

  Лит.: Основы электротехники, под ред. К. А. Круга, М. — Л., 1952; Крон Г., Применение тензорного анализа в электротехнике, пер, с англ., М — Л., 1955; История энергетической техники СССР. т. 1—2, М. — Л., 1957; История энергетической техники, 2 изд., М. — Л., 1960; Уайт Д., Вудсон Г., Электромеханическое преобразование энергии, пер. с англ., М. — Л., 1964; Поливанов К. М., Теоретические основы электротехники, 2 изд., ч. 1, 3, М., 1972—75; Жуховицкий Б. Я., Негневицкий И. Б., Теоретические основы электротехники, ч. 2. М. — Л., 1965; Сешу С., Рид. М. Б., Линейные графы и электрические цепи, пер. с англ., М., 1971; Мельников Н. А., матричный метод анализа электрических цепей, 2 изд., М., 1972; Нейман Л. Р., Демирчян К. С., Теоретические основы электротехники, 2 изд., т. 1—2. Л., 1975; Стеклов В. Ю., В. И. Ленин и электрификация, 2 изд., М., 1975; Веселовский О. Н., Шнейберг Я. А., Энергетическая техника и её развитие, М., 1976; Энергетика СССР в 1976—80 гг., под ред. А. М. Некрасова, М. Г. Первухина, М., 1977.

  В. А. Веников, Я. А. Шнейберг.

(обратно)

«Электротехника»

«Электроте'хника», ежемесячный научно-технический журнал министерства электротехнической промышленности СССР и Центрального правления научно-технического общества энергетики и электротехнической промышленности. Издаётся в Москве. Основан в 1930 (до сентября 1963 выходил под названием «Вестник электропромышленности»). Освещает актуальные теоретические и практические вопросы электротехники, публикует материалы о новых разработках, методах расчёта и технологии производства электрических машин, оборудования и приборов. Тираж (1978) 13,5 тыс. экз.

(обратно)

Электротехническая керамика

Электротехни'ческая кера'мика, обширная группа используемых в промышленности керамических материалов (стеатитовая керамика , титановая керамика , пьезоэлектрическая керамика , электрофарфор ), обладающих прочностью и необходимыми электротехническими свойствами (большим удельным электрическим сопротивлением — объёмным и поверхностным, высокой электрической прочностью, сравнительно небольшим тангенсом угла диэлектрических потерь). В производстве керамики этого типа используются минеральное сырьё и другие исходные материалы высокого качества. Спекание производится в туннельных и конвейерных печах с автоматического регулированием режима обжига. Среди разных типов Э. к. 1-е место по объёму выпуска занимает электрофарфор.

  Лит.: Новая керамика, М., 1969; Аветиков В. Г., Зинько Э. И., Магнезиальная электротехническая керамика, М., 1973; Никулин Н. В., Кортнев В. В., Производство электрокерамических изделий, 3 изд., М., 1976.

(обратно)

Электротехническая промышленность

Электротехни'ческая промы'шленность, отрасль промышленности, производящая электротехническую продукцию для производства, передачи и потребления электрической энергии. Возникла в 80-х гг. 19 в.; особенно быстро развивалась в Германии и США, где с самого начала была монополизирована крупнейшими промышленными объединениями.

  В дореволюционной России в конце 19 в. были созданы филиалы ряда зарубежных компаний. Становление этой отрасли отечественной промышленности после Октябрьской революции 1917 связано с осуществлением ленинского плана ГОЭЛРО. В 1921 был образован 1-й в стране научный электротехнический центр — Государственный научно-экспериментальный электротехнический институт (Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина). В 1924 Э. п. достигла уровня 1913.

  В годы довоенных пятилеток (1929—40) Э. п. получила развитие в Ленинграде, Москве, Харькове. Номенклатура Э. п. включала все основные виды силового и слаботочного оборудования. В начале Великой Отечественной войны 1941—45 значительная часть предприятий перебазировалась в районы Поволжья, Урала, Сибири и Средней Азии, где производилось электротехническое оборудование для обороны страны. После войны Э. п. была восстановлена и развивалась быстрыми темпами. В 1948 объём производства электротехнической продукции достиг уровня 1940, а в 1955 превысил его в 8 раз. В эти годы крупные электротехнические комплексы были созданы в Азербайджанской ССР, Армянской ССР, БССР, Грузинской ССР, Молдавской ССР, Узбекской ССР, УССР, в республиках Прибалтики, в районах Сибири и Поволжья, что позволило непрерывно увеличивать выпуск электрооборудования в стране (см. табл. 1).

Табл. 1. — Производство важнейших электротехнической продукции в СССР

Виды продукции 1940 1950 1960 1970 1976 Генераторы к турбинам, млн. квт 0,5 0,9 7,9 10,6 16,6 Электромашины крупные, тыс. шт. 0,3 1,4 8,0 17,0 25,9 Электродвигатели переменного тока мощностью свыше 100 квт , тыс. шт. 3,1 15,8 19,5 28,0 37,8 Электродвигатели переменного тока мощностью от 0,25 до 100 квт , тыс. шт. 261 787 2850 5837 8513 Трансформаторы силовые, млн. кв·а 3,5 10,2 49,4 106 144

  Э. п. выпускает силовое электротехническое оборудование, технические характеристики которого соответствуют мировому уровню развития науки и техники: двухполюсные турбогенераторы мощностью 800 Мвт; гидрогенераторы мощностью до 500 Мвт; высоковольтное оборудование на 750 кв; полупроводниковые преобразователи мощностью до 10 Мвт; рудотермические печи мощностью 72 Мв ·а; электрические машины всей номенклатуры и др.

  В связи с быстрым ростом масштабов производства и появлением новых технических направлений из Э. п. выделились производство радиотехнического оборудования, средств связи, электроизмерительных приборов, автотракторного электрооборудования.

  Ведущие производственные объединения Э. п.— «Электросила», «Запорожтрансформатор», «Динамо», «Уралэлектротяжмаш», «Светотехника», «Москабель», заводы — Московский электромеханический им. Владимира Ильича, харьковские «Электротяжмаш» и электромеханический (ХЭМЗ), Новочеркасский электровозостроительный (НЭВЗ), ленинградский «Электрик», «Сибэлектротяжмаш». (Новосибирск).

  Э. п. СССР — наукоемкая отрасль промышленности. Научную базу Э. п. составляют различные научно-исследовательские, проектно-конструкторские и технологические организации, в том числе научно-технические центры высоковольтного оборудования (ВЭИ им. В. И. Ленина), крупного электромашиностроения (ВНИИ-электромаш), трансформаторостроения (ВИТ), электротермического оборудования (ВНИИЭТО), электросварочного оборудования (ВНИИЭСО), светотехнического оборудования (ВНИСИ), кабельной промышленности (ВНИИКП) и др.

  В 9-й пятилетке (1971—75) выпуск продукции по сравнению с 8-й пятилеткой (1966—70) увеличился в 1,5 раза, производительность труда возросла на 39%, освоено более 6 тыс. новых изделий, треть продукции отмечена Государственным знаком качества. В десятой пятилетке (1976—80) осваивается выпуск уникального двухполюсного турбогенератора мощностью 1,2 Гвт, электрооборудования для сверхдальних линий электропередачи постоянного тока 1500 кв и переменного тока 1150 кв, электровозов мощностью свыше 8000 квт, взрывозащищённого электрооборудования на напряжение 1140 кв и др.

  Сотрудничество СССР с другими странами социализма в области Э. п. осуществляется на основе социалистической интеграции. В короткие сроки увеличен выпуск основных видов электрооборудования (см. табл. 2) и удовлетворена потребность в нём стран — членов СЭВ. С 1974 Э. п. стран — членов СЭВ и СФРЮ координируется в рамках международной организации по экономическому и научно-техническому сотрудничеству Интерэлектро, что позволяет решать важные экономические и научно-технические проблемы в области Э. п.

Табл. 2. — Производство электрооборудования в странах — членах СЭВ

1960 1965 1970 1975 Генераторы к паровым и газовым турбинам, Мвт Болгария — — — — Венгрия 347 416 473 752 ГДР 551 815 142 192 Польша 177 425 1390 1290 Румыния 51 26 81 834 ЧССР 1023 776 1166 1248 Трансформаторы силовые, млн. кв·а Болгария 1,17 2,67 3,26 3,29 Венгрия — 2,25 2,83 3,56 ГДР 5,50 7,16 9,04 11,41 Польша 3,04 5,46 8,74 13,93 Румыния 1,58 4,23 8,77 15,97 ЧССР 4,26 5,88 6,07 7,73

  СССР оказывает техническую помощь в строительстве предприятий электротехнического профиля ряду развивающихся стран (Индия, Ирак и др.), а также экспортирует готовую электротехническую продукцию во многие страны мира.

  Э. п. ведущих капиталистических стран характеризуется высокой степенью монополизации и концентрации. Так, на долю 11 крупнейших электротехнических компаний мира — «Дженерал электрик», «Вестингауз» (США), «Сименс», «АЭГ-Телефункен» (ФРГ), «Мацусита электрик индастриал», «Хитати», «Тосиба» (Япония), «Дженерал электрик» (Великобритания). «КЖЭ» (Франция), «АСЕА» (Швеция), «ВВС» (Швейцария) — приходится более 50% производства электротехнической продукции капиталистических стран (см. также Электротехнические и электронные монополии ). производство силового электротехнического оборудования растет высокими темпами (см. табл. 3).

  Табл. 3. — Производство важнейших видов электротехнического оборудования в США и ФРГ (в млн. долл. США по курсу 1973)

Страны Электрические машины (включая турбогенераторы) Трансформаторы Высоковольтное оборудование 1955 1965 1973 1955 1965 1973 1955 1965 1973 США 1823 1837 4820 65 921 1540 760 1299 2205 ФРГ 347 771 1341 149 315 478 84 145 303

  Лит.: Материалы XXV съезда КПСС, М., 1977; Развитие электротехники в СССР, М., 1962; Электротехническая промышленность СССР. [1917—1967 гг.], М., 1967.

  Ю. А. Никитин.

(обратно)

Электротехническая сталь

Электротехни'ческая сталь, тонколистовая магнитно-мягкая сталь для магнитопроводов (сердечников) электротехнического оборудования (трансформаторов, генераторов, электродвигателей, дросселей, стабилизаторов, реле и т. д.). В зависимости от требуемого уровня магнитных свойств Э. с. содержит различное количество кремния. В соответствии с технологией производства Э. с. подразделяют на холоднокатаные (изотропные или анизотропные; до 3,3% Si) и горячекатаные (изотропные; до 4,5% Si); в качестве легирующей добавки Э. с. могут содержать до 0,5% Al. Иногда Э. с. условно разделяют на динамную (0,8—2,5% Si) и трансформаторную (3—4,5% Si). Э. с. выпускается в виде листов (часто в рулонах) и узкой ленты толщиной 0,05—1 мм. К Э. с. относится также чистое железо в виде листов или ленты толщиной 0,1—8 мм либо в виде сортового проката (круг или квадрат) различных размеров. Качество Э. с. характеризуется электромагнитными свойствами (удельными потерями, коэрцитивной силой и магнитной индукцией), изотропностью магнитных свойств (разницей в значениях магнитных свойств металла вдоль и поперёк направления прокатки), геометрическими размерами и качеством листов и полос, механическими свойствами, а также параметрами электроизоляционного покрытия. Снижение удельных потерь в стали обеспечивает уменьшение потерь энергии в магнитопроводах; повышение магнитной индукции стали позволяет уменьшить габариты магнитопроводов; снижение анизотропии магнитных свойств улучшает характеристики устройств с вращающимися магнитопроводами. Э. с. обычно поставляется в отожжённом состоянии. Широкое применение находят высококачественные холоднокатаные Э. с., например Э. с. с ребровой текстурой, характеризующиеся пониженными удельными потерями (для листов толщиной 0,35 мм менее 1 вт/кг при индукции 1,5 тл и частоте 50 гц ). Для снятия механических напряжений, возникающих при изготовлении деталей магнитопроводов, проводят дополнительный кратковременный отжиг при 800—850°С. Некоторые Э. с. поставляются в неотожжённом виде; в этом случае для обеспечения заданного уровня магнитных свойств после механической обработки необходимо проводить термическую обработку деталей.

  Лит.: Дубров Н. Ф., Лапкин Н. И., Электротехнические стали, М., 1963; Дружинин В. В., Магнитные свойства электротехнической стали, 2 изд., М., 1974.

  А. Г. Петренко.

(обратно)

Электротехнические и электронные монополии

Электротехни'ческие и электро'нные монопо'лии капиталистических стран. Электротехническая н электронная промышленность капиталистических стран относится к высокомонополизированным отраслям производства. В США на предприятиях трёх Э. и э. м. сконцентрировано около 40% общего числа занятых в отрасли, 2 треста выпускают 80% всего электрооборудования в стране, 4 — свыше 50% радиоэлектронной техники, 1 — около 80% ЭВМ и 1 — около 60% электроламп. В ФРГ два концерна контролируют почти 3 /4 выпуска продукции отрасли, в Великобритании, Франции и Италии 3—4 монополии производят 50—70% всей продукции отрасли. Э. и э. м. входят в число крупнейших монополистических объединений мира. В 1975 среди 50 ведущих промышленных монополий было 8 Э. и э. м., оборот которых превышал 5 млрд. долл. Ведущее положение в отрасли занимают монополии США, превосходящие своих конкурентов по абсолютным размерам продаж и по выпуску продукции на одного занятого. Практически во всех крупных капиталистических державах в число первых 3—5 электротехнических и электронных компаний входят либо филиал американских Э. и э. м., либо компания, крупный пакет акций которой принадлежит тресту США. Национальные монополии стран Западной Европы и Японии связаны с американскими трестами лицензионными соглашениями. По масштабам деятельности с американскими компаниями могут равняться лишь ведущие монополии ФРГ и Японии, а также голландский «Филипс». Однако темпы роста продаж монополий в странах Западной Европы и Японии в 1967—73 были существенно выше, чем в США: за эти годы продажи Э. и э. м. ФРГ, Нидерландов, Франции и Японии выросли в 3—4,5 раза, а монополий США — в 0,5—2 раза.

  Деятельность Э. и э. м. характеризуется высокой степенью внешнеэкономической экспансии, основным орудием которой является массовый экспорт товаров, капитала и технологии. По масштабам производственных и торговых операций за пределами своих стран эти монополии стоят в одном ряду с ведущими транснациональными корпорациями др. отраслей: Э. и э. м. имеют десятки производственных и сотни сбытовых и обслуживающих предприятий в других странах и экспортируют 20—60% своей продукции, а также контролируют электротехническую и электронную промышленность многих развивающихся стран.

  Для Э. и э. м. свойственна как специализация в производстве одной или нескольких крупных групп электротехнической и электронной продукции (например, слаботочного оборудования, ЭВМ и т. п.), так и широкая диверсификация производства, во многих случаях выходящая за пределы отрасли.

  Монополии выпускают продукцию общего машиностроения («Хитати», «Тосиба», «АЭГ-Телефункен»), химические товары и металлы («Дженерал электрик», «Филипс»), военную технику, действуют в сферах услуг, связанных с их основной деятельностью, например телевидение, радиовещание, связь, обслуживание ЭВМ, и не связанных с ней,— издательская деятельность, кредитование населения и т. и. («ИТТ», «РКА», «Вестингауз электрик»). Э. и э. м. США, например, контролируют две из трёх основных телевизионных сетей страны. Э. и э. м. являются важнейшими составными частями финансово-монополистических групп империалистических стран.

  «ИБМ» — крупнейший в мире продуцент ЭВМ, выпускает также конторское оборудование. Контролирует около 70% капиталистического производства ЭВМ и 50% продаж электрических пишущих машинок в США, выступает 2-м в мире производителем копировального оборудования. В погоне за максимальной сверхприбылью и в целях ограничения деятельности конкурентов «ИБМ» использует и укрепляет своё монопольное положение на рынке тем, что большей частью выпускаемых ЭВМ сдаёт в аренду или эксплуатирует в своих вычислительных центрах. Является одной из самых прибыльных компаний мира. Имеет 24 завода в США и 26 в 13 других странах, вычислительные центры и станции обслуживания более чем в 100 странах. Филиалы компании в ФРГ, Франции и Великобритании входят в число 35 крупнейших промышленных компаний этих стран, на её зарубежные предприятия в 1975 приходилось 50,4% её продаж и 55,5% прибыли.

  «Дженерал электрик» контролирует в США свыше 20% производственных мощностей отрасли, 15% производства тяжёлого электрооборудования, около 40% — ядерных реакторов и 60% — электроламп; 1-я по выпуску синтетических алмазов в стране. Свыше половины её продаж составляет промышленное электротехническое и энергосиловое оборудование. В 1976 имела 224 завода в США и свыше 110 в 24 других странах, на которые приходилось около 1 /4 объёма её производства. Входит в группу Меллонов .

  «ИТТ» специализируется на производстве слаботочного электронного оборудования, выпускает также промышленное оборудование и военную технику, контролирует важные межконтинентальные линии связи, активно действует в сфере услуг (страхование, кредитные операции и т. д.). Её предприятия вне США, на которых занято свыше 150 тыс. человек, дают ей около 50% всей прибыли, «ИТТ» — ведущая монополия на рынках бытовой электронной аппаратуры и оборудования связи в Западной Европе, где она контролирует свыше 60% производства телефонного оборудования. Входит в финансовую группу Рокфеллеров .

  Крупнейшая Э. и э. м. Западной Европы — «Филипс», контрольный пакет акций которой (55%) принадлежит голландскому капиталу; в ней участвуют также швейцарский, французский, западногерманский и американский капитал. По доле заграничных операций в деятельности компании она относится к ведущим транснациональным корпорациям; на её предприятиях почти в 50 странах работает свыше 390 тыс. человек. Монополизировала рынок электро- и радиотоваров в Нидерландах и занимает 1-е место в Западной Европе по выпуску электроламп.

  Около 1 /3 продаж концерна «Сименс» приходится на энергосиловое оборудование. «Сименс» выпускает также электротехническое и электронное, в том числе медицинское и военное оборудование, участвует в атомной промышленности страны и имеет заводы почти в 25 других странах. Входит в финансовую группу Немецкого банка .

  Ведущая по выпуску слаботочного оборудования в США Э. и э. м. «Уэстерн электрик» — дочерняя компания крупнейшей монополии в области телефонной связи «Американ телефон энд телеграф компани» , которой она поставляет около 90% своей продукции. Контролируется Меллонами и Рокфеллерами.

  Японская «Хитати» выпускает тяжелое, бытовое и промышленное электрооборудование, оборудование связи, электронную технику. Является одной из ведущих монополий в стране по строительству ядерных реакторов. Свыше 15% своей продукции экспортирует. Имеет свыше 100 заводов в Японии. Связана с финансовыми группами Фудзи и Санва.

  Основа производственной программы «Вестингауз электрик» — промышленное электрооборудование и энергосиловое оборудование, на которые приходятся свыше 2 /3 её продаж. Производит около 40% всех ядерных реакторов в США, выпускает военную технику, эксплуатирует радио- и телевизионные станции. «Вестингауз электрик» имеет 111 заводов в США и 121 — в других странах (1976). Контролируется Меллонами.

  Западногерманская «АЭГ-Телефункен» выпускает почти все виды электротехнической и радиоэлектронной продукции, энергосиловое, в том числе промышленное и транспортное, оборудование, ядерные реакторы. В 1-й половине 70-х гг. в результате острой конкурентной борьбы на рынке ЭВМ и радиоэлектроники позиции монополии ухудшились — 1974 и 1975 она закончила с убытком. Входит в финансовую группу Немецкого банка.

  «Рейдио корпорейшен оф Америка» («РКА») — крупнейшая в радиоэлектронной промышленности капиталистического мира монополия США. Имеет свыше 30 заводов и 400 радио- и телевизионных станций. Входит в сферу влияния финансовых групп Рокфеллеров, Лименов и Лазаров.

  «Мацусита электрик индастриал» специализируется на производстве электро-, радио- и телевизионной аппаратуры. Имеет 135 заводов в Японии и 29 в 22 других странах (1976). Вне Японии реализует около 20% своей продукции. Связана с финансовой группой Сумитомо.

Основные показатели деятельности ведущих электротехнических и электронных монополий (1976), млрд. долл.

Наименование монополий Год основания Продажи Чистая прибыль Активы Собственный капитал Число занятых, тыс. человек Монополии США «Интернэшонал бизнес мэшинс» («ИБМ») 1911 16,3 2,4 17,7 12,7 292 «Дженерал электрик» 1892 15,7 0,9 12,0 5,3 380 «Интернэшонал телефон энд телеграф» («ИТТ») 1920 11,8 0,5 11,1 4,6 375 «Уэстерн электрик» 1915 6,9 0,2 5,2 3,3 151 «Вестингауз электрик» 1886 6,1 0,2 5,3 2,1 161 «Рейдио корпорейшен оф Америка» («РКА») 1919 5,3 0,2 3,8 1,3 110 Монополии других стран «Филипс глуилампенфаб- рикен», Нидерланды 1891 11,5 0,21 12,2 4,1 392 «Сименс», ФРГ 1847 8,1 0,2 8,2 2,4 304 «Хитати», Япония 1910 6,7 0,2 8,4 2,0 143 «АЭГ-Телефункен», ФРГ 1883 5,4 0,2 3,7 0,6 162 «Мацусита электрик индастриал», Япония 1918 5,7 0,2 5,1 2,1 83

  И. А. Агаянц.

(обратно)

Электротехнические институты

Электротехни'ческие институ'ты в СССР, высшие учебные заведения для подготовки специалистов в области электротехники , электромеханики, электроэнергетики для различных отраслей народного хозяйства, связанных с практическим применением электрических явлений. В 1978 в стране было 2 таких специальных института. Старейшим из них является Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина). Новосибирский Э. и. (основан в 1950) имеет факультеты: радиотехнический, автоматики и вычислительной техники, автоматизирование систем управления, электронной техники, физико-технический, электромеханический, электроэнергетический, машиностроения, монтажно-электротехнический, самолётостроения; вечернее, заочное и подготовительное отделения. Срок обучения в Э. и. 5—6 лет. Подготовка инженеров-электротехников ведётся также на факультетах других высших технических учебных заведений. См. Энергетическое и электротехническое образование , Техническое образование .

(обратно)

Электротехнический институт

Электротехни'ческий институ'т Всесоюзный им. В. И. Ленина (ВЭИ), находится в Москве, в ведении министерства электротехнической промышленности СССР. Основан в 1921 под названием «Государственный экспериментальный электротехнический институт» (современное название с 1927). Институт осуществляет научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области техники высоких напряжении, высоковольтной коммутационной аппаратуры, передачи энергии постоянным током высокого напряжения, полупроводниковых приборов, средств автоматического регулирования в энергосистемах. В составе института отделения (в гг. Тольятти, Истре, Ереване, Минусинске, Волжском, Белой Церкви), опытный завод. В институте работали С. И. Вавилов, Б. А. Введенский, В. И. Векслер, К. А. Круг (первый директор), Г. С. Ландсберг, С. А. Лебедев, В. И. Попков, К. И. Шенфер, М. В. Шулейкин и многие другие. Институт имеет очную и заочную аспирантуру. Учёному совету предоставлено право приёма к защите докторских и кандидатских диссертаций. Издаёт «Труды ВЭИ» (с 1924). Награжден орденом Ленина (1947) и орденом Октябрьской Революции.

(обратно)

Электротехническое стекло

Электротехни'ческое стекло', стекло , обладающее определёнными электрическими свойствами и применяемое в электротехнике и электронике в качестве изоляционных и конструкционных материалов.

  Электроизоляционное стекло применяют для изготовления изоляторов линий электропередач, герметичных вводов и разъёмов, конденсаторов; стеклянную ткань и стеклопластики — для изоляции деталей электрических машин и устройств. В тонкой стеклянной изоляции выпускается микропровод. Для электроизоляции используют бесщелочные и малощелочные алюмосиликатные стекла, обладающие высокими электросопротивлением и влагостойкостью, электрической и термической прочностью.

  Электровакуумное стекло — основной конструкционный материал в электровакуумном приборостроении и производстве источников света. Из него изготовляют электронные лампы, электроннолучевые и рентгеновские трубки, фотоумножители, счётчики частиц, лампы накаливания, газоразрядные лампы, галогенные лампы, импульсные источники света и. т. д. Из электровакуумного стекла делают оболочки, держатели и изоляторы электродов («ножки»), а также герметичные выводы электровакуумных и полупроводниковых приборов с металлическим корпусом. Электровакуумные стекла должны иметь высокие диэлектрические характеристики и (во избежание растрескивания спаев) согласованный с металлами (или стеклами) коэффициент теплового расширения (КТР) a. По значению КТР и следовательно, возможности спаивания с соответствующими металлами электровакуумные стекла разделяют на следующие основные группы (a×107 град—1 ): кварцевая (6—10), вольфрамовая (37—40), молибденовая (47—50), титановая (72—75), платинитовая (84—92), железная (110—120).

  Для спаивания металлов и стекол со значительной разницей в КТР (например кварцевого стекла ) используют последовательные спаи из нескольких стекол с небольшими отличиями в КТР (переходные стекла) или специальные переходы. В отечественной классификации электровакуумных стекол значение КТР указывается в марке стекла (например, стекло С49-2 имеет a = 49×10—7 град—1 ). В качестве электровакуумных стекол используют бромсиликатные, алюмосиликатные, щелочные и бесщелочные стекла, содержащие окислы щёлочноземельных металлов, свинца и др. Для изготовления мощных источников света применяют кварцевое и высоко- кремнезёмное (кварцоидное) стекла (94—96% SiO2 ).

  В микроэлектронике тонкие (1—50 мкм ) стеклянные плёнки используют для межслойной изоляции бескорпусной защиты интегральных схем , герметизации их корпусов и т. д. Для получения тонких плёнок применяют легкоплавкие бесщелочные боратные и боросиликатные стекла. Из стекол изготовляют некоторые типы корпусов интегральных схем.

  Лит.: Справочник по производству стекла, под ред. И. И. Китайгородского и С. И. Сильвестровича, т. 1, М., 1963; Роус Б., Стекло в электронике, пер. с чеш., М., 1969; Цимберов А. И., Штерн А. В., Стеклянные изоляторы, М., 1973.

  В. И. Шелюбский.

(обратно)

Электротон

Электрото'н (от электро... и греч tonos — напряжение), изменение состояния нерва, мышцы и других возбудимых тканей, подвергаемых воздействию постоянного электрического тока. Впервые обнаружен в 1859 немецким физиологом Э. Пфлюгером, который показал, что при замыкании тока подпороговой силы в области приложения анода возбудимость понижается (анэлектротон), а в области катода — повышается (катэлектротон). При постепенном повышении силы тока его замыкание приводит к появлению в области катода потенциала действия, но в области анода снижение возбудимости может привести к блоку проведения. Русский физиолог Б. Ф. Вериго (1883, 1888), существенно дополнивший данные Пфлюгера , установил, что при длительном действии тока начальное «катэлектротоническое» повышение возбудимости сменяется «католической депрессией», т. е. снижением возбудимости, а в области анода возбудимости переходит в «анодическую экзальтацию». Э. способен распространяться вдоль нервной или мышечной клеток (периэлектротон). Природа первичных (при кратковременном действии тока) и вторичных (при его длительном действии) электротонических изменений возбудимости и проводимости различна. Первичные катэлектротон и анэлектротон объясняются сдвигами мембранного потенциала возбудимой клетки соответственно ближе или дальше от критического уровня, при котором начинает генерироваться потенциал действия (см. Биоэлектрические потенциалы , Поляризация биоэлектрическая). Вторичные электротонические явления связаны с воздействием на процессы инактивации натриевой проницаемости и активации калиевой проницаемости мембраны возбудимой клетки (см. Мембранная теория возбуждения ). Явления Э., участвуя в механизмах, формирующих работу нервной системы, играют важную роль в распространении импульсов по нервным сетям. Изучение Э. привело к разработке приёмов раздражения двигательного аппарата человека, которые используются при электродиагностике заболеваний периферической нервной и мышечной систем.

  Л. Г. Магазаник.

(обратно)

Электротравма

Электротра'вма (от электро... и травма ), болезненное состояние организма, вызванное воздействием электрического тока (в быту, на производстве, а также при поражении молнией). Тяжесть Э. зависит от параметров тока и длительности его воздействия. При силе тока до 10 ма возникают лишь неприятные ощущения, в более тяжёлых случаях — непроизвольное сокращение мышц в области контакта с проводником тока (например, мышц верхней конечности); при силе тока в 15 ма сокращения мышц настолько сильны, что не позволяют разжать пальцы, схватившие проводник (так называемый неотпускающий ток); при 25 ма и более возникают судороги всех мышц тела (в том числе и дыхательных, что создаёт угрозу смерти от удушья), нарушения деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем, потеря сознания, клиническая смерть, что требует применения реанимационных мер. Переменный ток порядка 100 ма воздействует непосредственно на миокард, вызывая фибрилляцию сердца, при которой для восстановления ритмичных сокращений сердца применяют дефибриллятор . Переменный ток напряжением до 450-500 в более опасен, чем постоянный; при более высоком напряжении постоянный ток опаснее переменного. При действии тока напряжением выше 350 в возникают местные изменения — электроожоги 3-й и 4-й степени (см. Ожог ) в местах входа и выхода тока; по протяжению они различны: от точечных «меток» до обугливания конечности.

  Судьба пострадавшего зависит от своевременности оказания первой помощи, которая включает быстрое освобождение его от действия тока, в тяжёлых случаях — искусственное дыхание и массаж сердца через грудную клетку. После Э. необходима госпитализация для лечения электроожогов и нервно-сосудистых нарушений. Профилактика Э.: строгое соблюдение правил техники безопасности при монтаже, эксплуатации и ремонте электроустановок.

  Лит.: Березнева В. И., Электротравма, электроожоги и их лечение, Л., 1964.

  В. Ф. Пожариский.

(обратно)

Электроугли

Электроу'гли , город (с 1956) в Ногинском районе Московской области РСФСР, Ж.-д. станция в 35 км к В. от Москвы, 18 тыс. жителей (1974). Объединение «Электроугли», комбинат керамических изделий, завод «Техуглерод». Вечерний индустриальный и машиностроительный техникумы.

(обратно)

Электрофарфор

Электрофарфо'р, диэлектрик, используемый для высоко- и низковольтных линий электропередач и в производстве разнообразного электротехнического оборудования; разновидность электротехнической керамики . Технология Э. (см. Фарфор ) позволяет изготовлять прессованием, пластическим формованием и отливкой изделия разнообразной формы размером от нескольких мм до 2—3 м. Наряду с полевошпатовым Э. (основной вид Э.) выпускаются глинозёмный, цирконовый и ашаритовый Э. Характеристики Э. зависят от фазового состава (содержания кварца, муллита, корунда, циркона и стекловидной фазы): предел прочности при статическом изгибе 60—140 Мн /м 2 (600—1400 кгс/см 2 ); электрическая прочность при 500 гц 28—40 кв /мм, удельное объёмное электрическое сопротивление при 20 °С 1×1010 —3,74×1012 ом ×м, диэлектрическая проницаемость при 50 гц 6,3—8,2. Высокие требования к Э. обусловливают использование для его производства лишь чистого и стабильного по составу керамического сырья (каолинов, глин, кварцевого песка, циркона и др.).

(обратно)

Электрофизиология

Электрофизиоло'гия, раздел физиологии, изучающий различные электрические явления в живых тканях организма (биоэлектрические потенциалы), а также механизм действия на них электрического тока. Первые научные сведения о «животном электричестве» были получены в 1791 Л. Гальвани . Он обнаружил, что замыкание металлическим проводником оголённых нерва и мышцы лягушки сопровождается сокращением последней, и истолковал этот факт как результат действия возникающего в живой ткани электричества. Этот опыт вызвал возражения А. Вольты , который указал, что раздражение мышцы может быть связано с появлением электричества в состоящей из разнородных металлов внешней цепи. Гальвани воспроизвёл также сокращение мышцы без участия металлического проводника (путём прикосновения поврежденного участка нерва к мышце) и с несомненностью показал, что источником электричества является живая ткань. В 1797 опыты Гальвани подтвердил немецкий учёный А. Гумбольдт. Итальянский физиолог К. Маттеуччи в 1837 доказал наличие разности электрических потенциалов между поврежденной и неповрежденной частями мышцы. Он обнаружил также, что мышца при её сокращении создаёт электрический ток, достаточный для раздражения другого нервно-мышечного соединения. Э. Дюбуа-Реймон при помощи более совершенной методики в 1848 подтвердил, что повреждение мышцы или нерва всегда сопровождается появлением разности потенциалов, уменьшающейся при возбуждении. Тем самым был открыт потенциал действия («отрицательное колебание», по терминологии того времени) — один из основных видов электрических процессов в возбудимых тканях. Дальнейшее развитие Э. было предопределено созданием технических средств для регистрации слабых и кратковременных электрических колебаний. В 1888 немецкий физиолог Ю. Бернштейн предложил т. н. дифференциальный реотом для изучения токов действия в живых тканях, которым определил скрытый период, время нарастания и спада потенциала действия, После изобретения капиллярного электрометра, применяемого для измерения малых эдс, такие исследования были повторены более точно французским учёным Э. Ж. Мареем (1875) на сердце и А. Ф. Самойловым (1908) на скелетной мышце. Н. Е. Введенский (1884) применил телефон для прослушивания потенциалов действия. Важную роль в развитии Э. сыграл советский физиолог В. Ю. Чаговец, впервые применивший в 1896 теорию электролитической диссоциации для объяснения механизма появления электрических потенциалов в живых тканях. Бернштейн сформулировал в 1902 основные положения мембранной теории возбуждения , развитые позднее английскими учёными П. Бойлом и Э. Конуэем (1941), А. Ходжкином, Б. Кацем и А. Хаксли (1949). В начале 20 в. для электрофизиологических исследований был использован струнный гальванометр, позволивший в значительной мере преодолеть инерционность др. регистрирующих приборов; с его помощью В. Эйнтховен и Самойлов получили подробные характеристики электрических процессов в различных живых тканях. Неискажённая регистрация любых форм биоэлектрических потенциалов стала возможной лишь с введением в практику Э. (30—40-е гг.20 в.) электронных усилителей и осциллографов (Г. Бишоп, Дж. Эрлангер и Г. Гассер, США), составляющих основу электрофизиологической техники. Использование электронной техники позволило осуществить отведение электрических потенциалов не только от поверхности живых тканей, но и из глубины при помощи погружаемых электродов (регистрация электрической активности отдельных клеток и внутриклеточное отведение). Позднее в Э. стала широко использоваться также электронно-вычислительная техника, позволяющая выделять очень слабые электрические сигналы на фоне шумов, проводить автоматическую статистическую обработку большого количества электрофизиологических данных, моделировать электрофизиологические процессы и т. д. Значительный вклад в развитие Э. внесли также русские и советские физиологи — И. Г. Тарханов, Б. Ф. Вериго, В. Я. Данилевский, Д. С. Воронцов, А. Б. Коган, П. Г. Костюк, М. Н. Ливанов и др. Электрофизиологический метод регистрации электрических потенциалов, возникающих во время активных физиологических функций во всех без исключения живых тканях, — наиболее удобный и точный метод исследования этих процессов, измерения их временных характеристик и пространственного распределения, т. к. электрические потенциалы лежат в основе механизма генерации таких процессов, как возбуждение, торможение, секреция. Вместе с тем электрический ток — наиболее универсальный раздражитель для живых структур; химические, механические и другие раздражители при действии на ткани также трансформируются на клеточных мембранах в электрические изменения. Поэтому электрофизиологические методы широко используются во всех разделах физиологии для вызова и регистрации деятельности различных органов и систем. Соответственно они широко применяются также в патофизиологических исследованиях и в клинической практике для определения функциональных нарушений жизненных функций. Диагностическое значение приобрели различные электрофизиологические методы — электрокардиография , электроэнцефалография , электромиография . Электроретинография , электродермография (регистрация изменений электрических потенциалов кожи) и др. Основные проблемы современной Э.: изучение физико-химических процессов на клеточной мембране, приводящих к появлению электрических потенциалов, и их изменение во время активных физиологических процессов (см. Биоэлектрические потенциалы , Возбуждение , Торможение , Импульс нервный ), а также биохимических процессов, поставляющих энергию для переноса ионов через мембрану и создания ионных градиентов — основы генерации таких потенциалов; исследование молекулярной структуры мембранных каналов, которые избирательно пропускают через мембрану те или иные ионы и тем самым создают различные формы активных клеточных реакций; моделирование биоэлектрических явлений на искусственных мембранах. См. также ст. Физиология .

  Лит.: Гальвани А., Вольта А., Избранные работы о животном электричестве, М. — Л., 1937; Брейзье М., Электрическая активность нервной системы, пер. с англ., М., 1955; Веритов И. О., Общая физиология мышечной и нервной системы, 3 изд., т. 1—2, М., 1959—66; Воронцов Д. С., Общая электрофизиология, М., 1961; Ходжкин А., Нервный импульс, пер. с англ., М., 1965; Катц Б., Нерв, мышца и синапс, пер. с англ., М., 1968; Ходоров Б. И., Общая физиология возбудимых мембран, М., 1975 (Руководство по физиологии); Костюк П. Г., Физиология центральной нервной системы, 2 изд., К., 1977; Erianger J., Gasser H. S., Electrical signs of nervous activity, Phil, 1937; Schaefer H., Elektrophy-siologie, Bd 1—2, W., 1940—42; Hubbard J., Llinas R., Quastel D., Electrophysiological analysis of synaptic transmission, L., 1969

  П. Г. Костюк.

(обратно)

Электрофизические и электрохимические методы обработки

Электрофизи'ческие и электрохими'ческие ме'тоды обрабо'тки, общее название методов обработки конструкционных материалов непосредственно электрическим током, электролизом и их сочетанием с механическим воздействием. В Э. и э. м. о. включают также методы ультразвуковые, плазменные и ряд других методов. С разработкой и внедрением в производство этих методов сделан принципиально новый шаг в технологии обработки материалов — электрическая энергия из вспомогательного средства при механической обработке (осуществление движения заготовки, инструмента) стала рабочим агентом. Всё более широкое использование Э. и э. м. о. в промышленности обусловлено их высокой производительностью, возможностью выполнять технологические операции, недоступные механическим методам обработки. Э. и э. м. о. весьма разнообразны и условно их можно разделить на электрофизические (электроэрозионные, электромеханические, лучевые), электрохимические и комбинированные (рис. 1 ).

  Электрофизические методы обработки

  Электроэрозионная обработка основана на вырывании частиц материала с поверхности импульсом электрического разряда. Если задано напряжение (расстояние) между электродами, погруженными в жидкий диэлектрик, то при их сближении (увеличении напряжения) происходит пробой диэлектрика — возникает электрический разряд, в канале которого образуется плазма с высокой температурой.

  Т. к. длительность используемых в данном методе обработки электрических импульсов не превышает 10—2 сек, выделяющееся тепло не успевает распространиться в глубь материала и даже незначительной энергии оказывается достаточно, чтобы разогреть, расплавить и испарить небольшое количество вещества. Кроме того, давление, развиваемое частицами плазмы при ударе об электрод, способствует выбросу (эрозии) не только расплавленного, но и просто разогретого вещества. Поскольку электрический пробой, как правило, происходит по кратчайшему пути, то прежде всего разрушаются наиболее близко расположенные участки электродов. Т. о., при приближении одного электрода заданной формы (инструмента) к другому (заготовке) поверхность последнего примет форму поверхности первого (рис. 2 ). Производительность процесса, качество получаемой поверхности в основном определяются параметрами электрических импульсов (их длительностью, частотой следования, энергией в импульсе). Электроэрозионный метод обработки объединил электроискровой и электроимпульсный методы.

  Электроискровая обработка была предложена советскими учёными H. И. и Б. Р. Лазаренко в 1943. Она основана на использовании искрового разряда . При этом в канале разряда температура достигает 10000 °С, развиваются значительные гидродинамические силы, но сами импульсы относительно короткие и, следовательно, содержат мало энергии, поэтому воздействие каждого импульса на поверхность материала невелико. Метод позволяет получить хорошую поверхность, но не обладает достаточной производительностью. Кроме того, при этом методе износ инструмента относительно велик (достигает 100% от объёма снятого материала). Метод используется в основном при прецизионной обработке небольших деталей, мелких отверстий, вырезке контуров. твердосплавных штампов проволочным электродом (см. ниже).

  Электроимпульсная обработка основана на использовании импульсов дугового разряда . Предложена советским специалистом М. М. Писаревским в 1948. Этот метод стал внедряться в промышленность в начале 1950-х гг. В отличие от искрового, дуговой разряд имеет температуру плазмы ниже (4000—5000°С), что позволяет увеличивать длительность импульсов, уменьшать промежутки между ними и т. о. вводить в зону обработки значительные мощности (несколько десятков квт ), т. е. увеличивать производительность обработки. Характерное для дугового разряда преимущественно разрушение катода приводит к тому, что износ инструмента (в этом случае он подключается к аноду) ниже, чем при электроискровой обработке, составляя 0,05—0,3% от объёма снятого материала (иногда инструмент вообще не изнашивается). Более экономичный электроимпульсный метод используется в основном для черновой обработки и для трёхкоординатной обработки фасонных поверхностей. Оба метода (электроискровой и электроимпульсный) дополняют друг друга.

  Электроэрозионные методы особенно эффективны при обработке твёрдых материалов и сложных фасонных изделий. При обработке твёрдых материалов механическими способами большое значение приобретает износ инструмента. Преимущество электроэрозионных методов (как и вообще всех Э. и э. м. о.) состоит в том, что для изготовления инструмента используются более дешёвые, легко обрабатываемые материалы. Часто при этом износ инструментов незначителен. Например, при изготовлении некоторых типов штампов механическими способами более 50% технологической стоимости обработки составляет стоимость используемого инструмента. При обработке этих же штампов электроэрозионными методами стоимость инструмента не превышает 3,5%. Условно технологические. приёмы электроэрозионной обработки можно разделить на прошивание и копирование. Прошиванием удаётся получать отверстия диаметром менее 0,3 мм, что невозможно сделать механическими методами. В этом случае инструментом служит тонкая проволочка. Этот приём на 20—70% сократил затраты на изготовление отверстий в фильерах, в том числе алмазных. Более того, электроэрозионные методы позволяют изготовлять спиральные отверстия. При копировании получила распространение обработка ленточным электродом (рис. 3 ). Лента, перематываясь с катушки на катушку, огибает копир, повторяющий форму зуба. На грубых режимах лента «прорезает» заготовку на требуемую глубину, после чего вращением заготовки щель расширяется на нужную ширину. Более распространена обработка проволочным электродом (лента заменяется проволокой). Этим способом, например, можно получать из единого куска материала одновременно пуансон и матрицу штампа, причём их соответствие практически идеально. Возможности электроэрозионной обработки при изготовлении деталей сложной формы видны из рис. 4а, б . Другие её разновидности: размерная обработка, упрочнение инструмента, получение порошков для порошковой металлургии и др. См. также Вихрекопировальная обработка .

  Первый в мире советский электроэрозионный (электроискровой) станок был предназначен для удаления застрявшего в детали сломанного инструмента (1943). С тех пор в СССР и за рубежом выпущено большое число разнообразных по назначению, производительности и конструкции электроэрозионных станков. По назначению (как и металлорежущие станки ) различают станки универсальные, специализированные (см., напр., рис. 5 ) и специальные, по требуемой точности обработки — общего назначения, повышенной точности, прецизионные. Общими для всех электроэрозионных станков узлами являются устройство для крепления и перемещения инструмента (заготовки), гидросистема, устройство для автоматического регулирования межэлектродного промежутка (между заготовкой и инструментом). Генераторы соответствующих импульсов (искровых или дуговых) изготовляются, как правило, отдельно и могут работать с различными станками. Основные отличия устройств для перемещения инструмента (заготовки) в электроэрозионных станках от таковых в металлорежущих станках — отсутствие значительных силовых нагрузок и наличие электрической изоляции между электродами. Гидросистема состоит из ванны с рабочей жидкостью (технического масла, керосин и т. п.), гидронасоса для прокачивания жидкости через межэлектродный промежуток и фильтров для очистки жидкости, поступающей в насос, от продуктов эрозии.

  Электроимпульсный станок отличается от электроискрового практически только генератором импульсов. Советская промышленность выпускает генераторы различного назначения. Развитие техники полупроводниковых приборов позволило создать генераторы, обеспечивающие изменение параметров импульсов в широких пределах. Например, у советского генератора ШГИ-125-100 диапазон частот следования импульсов 0,1—100 кгц, длительность импульсов 3—9000 мксек, максимальная мощность 7,5 квт, номинальная сила тока 125 а. Диапазон рабочих напряжении, вырабатываемых для электроискровой обработки, — 60—200 в, а для электроимпульсной — 20—60 в. Современные электроэрозионные станки — высокоавтоматизированные установки, зачастую работающие в полуавтоматическом режиме.

  Электромеханическая обработка объединяет методы, совмещающие одновременное механическое и электрическое воздействие на обрабатываемый материал в зоне обработки. К ним же относят методы, основанные на использовании некоторых физических явлений (например, гидравлический удар, ультразвук и др.).

  Электроконтактная обработка основана на введении в зону механической обработки электрической энергии — возбуждении мощной дуги переменного или постоянного тока (до 12 ка при напряжении до 50 в ) между, например, диском, служащим для удаления материала из зоны обработки, и изделием (рис. 6 ). Применяется для обдирки литья, резки и других видов обработки, аналогичных по кинематике движений почти всем видам механической обработки. Преимущества метода — высокая производительность (до 106 мм 3 /мин ) на грубых режимах, простота инструмента, работа при относительно небольших напряжениях, низкие удельные давления инструмента — 30—50 кн/м 2 (0,3— 0,5 кгс/см 2 ) и, как следствие, возможность использования для обработки твёрдых материалов инструмента, изготовленного из относительно мягких материалов. Недостатки — большая шероховатость обработанной поверхности, тепловые воздействия на металл при жёстких режимах.

  Разновидностью электроконтактной обработки является электроабразивная обработка — обработка абразивным инструментом (в т. ч. алмазно-абразивным), изготовленным на основе проводящих материалов. Введение в зону обработки электрической энергии значительно сокращает износ инструмента.

  Электроконтактные станки по кинематике не отличаются практически от соответствующих металлорежущих станков; имеют мощный источник тока.

  Магнитоимпульсная обработка применяется для пластического деформирования металлов и сплавов (обжатие и раздача труб, формовка трубчатых и листовых заготовок, калибровка и т. п.) и основана на непосредственном преобразовании энергии меняющегося с большой скоростью магнитного поля, возбуждаемого, например, при разряде батареи мощных конденсаторов на индуктор, в механическую работу при взаимодействии с проводником (заготовкой) (рис. 7 ). Преимущества метода — отсутствие движущихся и трущихся частей в установках, высокая надёжность и производительность, лёгкость управления и компактность, наличие лишь одного инструмента — матрицы или пуансона (роль другого выполняет поле) и др.: недостатки — относительно невысокий кпд, затруднительность обработки заготовок с отверстиями или пазами (мешающими протеканию тока) и большой толщины.

  Электрогидравлическая обработка (главным образом штамповка). Основана на использовании энергии гидравлического удара при мощном электрическом (искровом) разряде в жидком диэлектрике (рис. 8 ). При этом необходимо вакуумирование полости между заготовкой и матрицей, поскольку из-за огромных скоростей движения заготовки к матрице воздух не успевает уйти из полости и препятствует плотному прилеганию заготовки к матрице. Метод прост, надёжен, но обладает небольшим кпд, требует высоких электрических напряжений и не всегда даёт воспроизводимые результаты.

  К электромеханической обработке относится также ультразвуковая обработка .

  Лучевая обработка . К лучевым методам обработки относится обработка материалов электронным пучком и световыми лучами (см. Лазерная технология ). Электроннолучевая обработка осуществляется потоком электронов высоких энергий (до 100 кэв ). Таким путём можно обрабатывать все известные материалы (современная электронная оптика позволяет концентрировать электронный пучок на весьма малой площади, создавать в зоне обработки огромные плотности мощности). Электроннолучевые станки могут выполнять резание (в т. ч. прошивание отверстий) и сварку с большой точностью (до 50 ). Основой электроннолучевого станка является электронная пушка . Станки имеют также устройства контроля режима обработки, перемещения заготовки, вакуумное оборудование. Из-за относительно высокой стоимости, малой производительности, технической сложности станки используются в основном для выполнения прецизионных работ в микроэлектронике, изготовления фильер с отверстиями малых (до 5 мкм ) диаметров, работ с особо чистыми материалами.

  К электрофизическим методам обработки относится также плазменная обработка .

  Электрохимические методы обработки

  Основаны на законах электрохимии . По используемым принципам эти методы разделяют на анодные и катодные (см. Электролиз ), по технологическим возможностям — на поверхностные и размерные.

  Поверхностная электрохимическая обработка. Практическое использование электрохимических методов началось с 30-х гг. 19 в. (гальваностегия и гальванопластика, см. Гальванотехника ). Первый патент на электролитическое полирование был выдан в 1910 Е. И. Шпитальскому . Суть метода состоит в том, что под действием электрического тока в электролите происходит растворение материала анода (анодное растворение), причём быстрее всего растворяются выступающие части поверхности, что приводит к её выравниванию. При этом материал снимается со всей поверхности, в отличие от механического полирования, где снимаются только наиболее выступающие части. Электролитическое полирование позволяет получить поверхности весьма малой шероховатости. Важное отличие от механического полирования — отсутствие каких-либо изменений в структуре обрабатываемого материала. См. статьи Анодирование , Пассивирование .

  Размерная электрохимическая обработка. К этим методам обработки относят анодно-гидравлическую и анодно-механическую обработку .

  Анодно-гидравлическая обработка впервые была применена в Советском Союзе в конце 20-х гг. для извлечения из заготовки остатков застрявшего сломанного инструмента. Скорость анодного растворения зависит от расстояния между электродами: чем оно меньше, тем интенсивнее происходит растворение. Поэтому при сближении электродов поверхность анода (заготовка) будет в точности повторять поверхность катода (инструмента). Однако процессу растворения мешают продукты электролиза, скапливающиеся в зоне обработки, и истощение электролита. Удаление продуктов растворения и обновление электролита осуществляются либо механическим способом (анодно-механическая обработка), либо прокачиванием электролита через зону обработки (рис. 9 ).

  Этим методом, подбирая электролит, можно обрабатывать практически любые токопроводящие материалы, обеспечивая высокую производительность в сочетании с высоким качеством поверхности. Используемые для анодно-гидравлической обработки электрохимические станки просты в обращении, используют низковольтное (до 24 в ) электрооборудование. Однако значительные плотности тока (до 200 а/см 2 ) требуют мощных источников тока, больших расходов электролита (иногда до 1 /3 площади цехов занимают баки для электролита).

  Комбинированные методы обработки сочетают в себе преимущества электрофизических и электрохимических методов. Используемые сочетания разнообразны. Например, сочетание анодно-механической обработки с ультразвуковой в некоторых случаях повышает производительность в 20 раз. Существующие электроэрозионно-ультразвуковые станки позволяют использовать оба метода как раздельно, так и вместе.

  Лит.: Вишницкий А. Л., Ясногородский И. 3., Григорчук И. П., Электрохимическая н электромеханическая обработка металлов, Л., 1971; Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки материалов, М., 1971; Черепанов Ю. П., Самецкий Б. И., Электрохимическая обработка в машиностроении, М., 1972; Новое в электрофизической и электрохимической обработке материалов, Л., 1972.

  Д. Л. Юдин.

Рис. 5. Электроэрозионный станок для извлечения обломков свёрл из глубоких отверстий в коленчатых валах.

Рис. 2. Схема электроэрозионного метода обработки: 1 — инструмент; 2 — заготовка; 3 — жидкий диэлектрик; 4 — электрические разряды.

Рис. 7. Схема магнитоимпульсной обработки: 1 - индуктор; 2 - заготовка. Пунктиром показаны магнитные силовые линии; жирными стрелками - механические силы.

Рис. 3. Схема обработки пазов ленточным электродом: 1 — лента; 2 — катушки; 3 — копир; 4 — заготовка.

Рис. 9. Схема анодно-гидравлической обработки поверхности турбинной лопатки подвижными электродами: 1 — лопатка; 2 — электроды; 3 — электролит. Стрелками показано направление движения электродов и электролита.

Рис. 8. Схема устройства для электрогидравлической штамповки: 1 - электроды; 2 - заготовка; 3 - вакуумная полость матрицы; 4 - матрица; 5 - рабочая жидкость.

Рис. 4б. Рабочее колесо газовой турбины, обработанное электроэрозионным методом.

Рис. 6. Принципиальная схема электроконтактной обработки: 1 — заготовка; 2 — диск; 3 — источник питания.

Рис 4. Половина ковочного штампа.

Рис. 1. Классификация основных электрофизических и электрохимических методов обработки.

(обратно)

Электрофон

Электрофо'н (от электро... и ...фон ), бытовое устройство для воспроизведения звука с граммофонной пластинки ; в принципиальном отношении отличается от граммофона тем, что в Э. механические колебания иглы звукоснимателя преобразуются в электрические колебания; последние усиливаются усилителем звуковых частот и затем преобразуются в звук электроакустической системой (включающей 1 или несколько электродинамических громкоговорителей ). Э. рассчитан на воспроизведение моно-, стерео- или квадрафонической грамзаписи. Качественные показатели Э., а также удобства его использования определяются классом Э. Например, выпускаемые в СССР Э. в соответствии с ГОСТом, устанавливающим их основные технические характеристики (диапазон воспроизводимых частот, коэффициент нелинейных искажений и т. д.), подразделяются на Э. высшего, 1-го, 2-го и 3-го классов. Современные Э. высшего класса создают звучание, в котором слушатель совершенно не ощущает помех и различных искажений, возникающих при воспроизведении грамзаписи, и обеспечивают максимальные удобства эксплуатации.

  Лит.: Аполлонова Л. П., Шумова Н. Д., Механическая звукозапись, М. — Л., 1964; ГОСТ 11157-74. Электрофоны. Общие технические условия. М., 1974.

  С. Л. Мишенков.

Электрофон высшего класса типа «Феникс-001» (СССР). Обеспечивает электроакустическое воспроизведение стерео- и монофонической грамзаписей. Основные технические характеристики: номинальный диапазон воспроизводимых частот 40—18000 гц ; коэффициент нелинейных искажений на частоте 1000 гц не более 1%; номинальная выходная мощность 2х15 вт ; частота вращения диска 45; 331/3 мин -1 .

(обратно)

Электрофорез

Электрофоре'з (от электро... и греч. phoresis — несение, перенесение), направленное движение коллоидных частиц или макроионов под действием внешнего электрического поля. Э. был открыт Ф. Ф. Рейссом в 1807 и считается важнейшей разновидностью электрокинетических явлений . Скорость u движущихся частиц приближённо связана с напряжённостью электрического поля Е уравнением Смолуховского:

  где h — вязкость среды, D — диэлектрическая проницаемость, x — электрокинетический потенциал . Э. используют в электрохимии для изучения двойного электрического слоя , адсорбции ионов на поверхности, в медицине (см. Электрофорез лекарственный ). В промышленности Э. используют для выделения каучука из латекса, очистки воды, отделения каолина от песка и др. В биохимии Э. служит для анализа, разделения и очистки биополимеров (главным образом белков), бактериальных клеток, вирусов, а также аминокислот, витаминов и др. Практическое применение Э. началось после создания шведским учёным А. Тиселиусом специального аппарата для фронтального (или свободного) Э. белков в растворе (1937). Наиболее широкое распространение нашли электрофоретические методы с использованием инертных носителей (бумаги, гелей и др.), получившие общее название зонального Э., т. к. фракции разделяемых веществ образуют в толще носителя отдельные, несмешивающиеся зоны. Э. часто сочетают с другими методами разделения биоорганических соединений (например, с хроматографией). Разработана техника концентрирования электрофоретических зон биополимеров в гелях, значительно повышающая разрешающую способность метода (диск-Э.). Применение реакции антиген-антитело в сочетании с Э. послужило основой для создания метода иммуно-Э. Электрофоретический анализ биологических жидкостей, например сыворотки крови для исследования главным образом белков, широко используют в диагностике многих заболеваний.

  Лит.: Ларский Э. Г., Методы зонального электрофореза, М., 1971; Духин С. С., Дерягин Б. В., Электрофорез, М., 1976.

  Н. Н. Чернов.

(обратно)

Электрофорез лекарственный

Электрофоре'з лека'рственный (устаревшие название — ионогальванизация, ионофорез, ионотерапия), метод физиотерапии, заключающийся в одновременном воздействии на организм постоянного электрического тока и вводимых им (через кожу или слизистые оболочки) ионов лекарственных веществ. При Э. л. повышается чувствительность рецепторов к лекарственным веществам, которые полностью сохраняют свои фармакологические свойства. Основные особенности Э. л. — выраженное и продолжительное терапевтическое действие малых доз лекарственных веществ за счёт создания своеобразного кожного депо применяемых препаратов, а также возможность оказывать местное воздействие при некоторых патологических состояниях (например, при местных сосудистых расстройствах), затрудняющих поступление препарата в патологический очаг из крови. При Э. л. возможно одновременное применение нескольких лекарственных веществ. В ряде случаев для Э. л. используют также импульсный ток постоянного направления, что повышает лечебный эффект метода. Источники тока, а также правила проведения Э. л. такие же, как при гальванизации . Для Э. л. оба электрода с прокладками, смоченными раствором лекарственного вещества, располагают на коже либо один из них помещают в полости носа, уха, во влагалище и др.; в некоторых случаях вместо прокладки используют ванночку с раствором лекарственного вещества, в которую опущен угольный электрод. Э. л. применяют при заболеваниях центральной и периферической нервной системы, опорно-двигательного аппарата, гинекологических заболеваниях и др.

  Лит.: Улащик В. С., Теория и практика лекарственного электрофореза, Минск, 1976; Справочник по физиотерапии, М., 1976.

  В. М. Стругацкий.

(обратно)

Электрофоретические покрытия

Электрофорети'ческие покры'тия, покрытия, формирующиеся на катоде вследствие электрофореза коллоидных частиц и их коагуляции . Электрофоретический метод нанесения покрытий широко применяют в технике, особенно для получения лакокрасочных покрытий.

  Лит.: Дейнега Ю. Ф., Ульберг З. Р., Эстрела-Льопис В. Р., Электрофоретическое осаждение металлополимеров, К., 1976.

(обратно)

Электрофотографическое копирование

Электрофотографи'ческое копи'рование, электрографическое копирование, ксерография, один из наиболее распространённых процессов копирования документов (в т. ч. увеличенных копий с микрофильмов), основанный на использовании эффекта фотопроводимости некоторых полупроводниковых материалов, нанесённых на специальную бумажную, металлическую или другую основу, и их способности удерживать частицы красящего вещества с помощью электростатических сил. Принцип Э. к. запатентован в США в 1938; первые аппараты для Э. к. созданы в 1950. Широкое распространение метода Э. к. обусловлено высоким качеством копий, возможностью получения копий практически с любых оригиналов, высокой производительностью (свыше 7000 копий в 1 ч), а также возможностью изготовления печатных форм для офсетных машин (см. Офсетная печать , Электрография ). В 70-х гг. разработаны способы Э. к., позволяющие получать многоцветные копии с тоновых оригиналов.

  Различают Э. к. непосредственное (прямое, непереносное) и косвенное (или переносное). В первом случае копии получают непосредственно на электрофотополупроводниковой бумаге ; во втором — с использованием промежуточного носителя информации — «посредника», которым служат полированный металлический лист (обычно алюминиевый), цилиндр или гибкая лента, покрытые слоем фотополупроводника (например, аморфным селеном, селенидом или сульфидом кадмия). На рис. показана схема процесса непосредственного Э. к. Фотополупроводниковый слой бумаги (носителя копии) в темноте заряжают (например, с помощью коронного электрического разряда) до потенциала несколько сотен в. На заряженный т. о. фотополупроводниковый слой проецируют изображение оригинала: с освещенных (пробельных) участков слоя заряды стекают на проводящую основу; участки, оказавшиеся неэкспонированными (соответствующие тёмным линиям оригинала), сохраняют заряд. В результате в фотополупроводниковом слое возникает скрытое изображение оригинала в виде «потенциального рельефа», которое проявляют обычно с помощью красящего порошка (тонера), частицам которого сообщается заряд, по знаку обратный заряду потенциального рельефа. Частицы тонера притягиваются к заряженным участкам потенциального рельефа, образуя видимое изображение, которое затем закрепляется, например нагреванием до температуры плавления порошка (расплавленные частицы порошка склеиваются с бумажной основой). При косвенном Э. к. скрытое изображение оригинала образуется в светочувствительном слое «посредника». Проявленное с помощью наэлектризованного красящего порошка, оно затем переносится на обычную бумагу, кальку или иной носитель копии. Процесс закрепления изображения такой же, как при непосредственном Э. к.

  Э. к. осуществляется в электрофотографических аппаратах с применением промежуточных носителей информации и получением копий на обычных бумагах и в аппаратах с получением копий на электрофотополупроводниковой бумаге. Аппараты Э. к. различают по способам экспонирования, проявления («мокрое» и «сухое») и закрепления изображения, по форматам оригинала и копии, степени автоматизации и т. д. Экспонирование в аппаратах переносного копирования с «посредником» в виде пластины производится статическим способом — отдельными кадрами; в аппаратах с «посредником» в виде цилиндра или ленты применяют динамические способы (при которых оригинал, оптическая система и поверхность «посредника» непрерывно перемещаются относительно друг друга). Продолжительность экспонирования зависит от освещённости оригинала, светочувствительности фотополупроводника, качества оптической системы. Например, ротационный стационарный электрофотографический аппарат ЭР-620Р (СССР) изготовляет копии с проектной (конструкторской) документации на рулонной бумаге шириной 620 мм; скорость копирования около 3 м /мин.

  Лит.: Слуцкин А. А., Шеберстов В. И., Копировальные процессы и материалы репрографии и малой полиграфии, М., 1971; Процессы и аппараты электрофотографии, Л., 1972; Алферов А. В., Резник И. С., Шорин В. Г., Оргатехника, М., 1973; Иванов Р. Н., Репрография, М., 1977.

  А. В. Алферов.

Схема процесса непосредственного электрофотографического копирования: а — электрофотополупроводниковая бумага — носитель копии (1 — фотополупроводниковый слой, 2 — электропроводная основа); б — распределение зарядов в носителе копии; в — экспонирование фотополупроводникового слоя (стрелками обозначены световые лучи); г — носитель копии после экспонирования; 8 — проявление скрытого изображения (чёрными кружками обозначены частицы красящего порошка): е — носитель копии с закрепленным изображением (чёрными прямоугольниками обозначены расплавленные частицы порошка, прилипшие к основе носителя).

(обратно)

Электрофотография

Электрофотогра'фия, процессы получения фотографических. изображений на светочувствительных электрофотографических материалах (ЭФМ) — слоях фотопроводников (ФП, см. Фотопроводимость ) с высоким темновым удельным сопротивлением, наносимых на проводящую основу (подложку). Перед получением изображения слой ФП «очувствляют», заряжая его ионами, обычно из коронного разряда в воздухе, а подложку заземляют; затем равномерно заряженные ЭФМ экспонируют, в результате чего с освещенных участков ФП на подложку «стекает» часть заряда, тем большая, чем выше освещённость участка. Возникает скрытое фотографическое изображение (СИ) объекта в виде потенциального рельефа, т. е. распределения по поверхности ФП потенциала электростатического , которое соответствует распределению освещённости в регистрируемом изображении. СИ затем переводят в видимое изображение (визуализируют). Т. о., в Э. используют формирование в ЭФМ при его «очувствлении» двойного электрического слоя , образуемого поверхностным зарядом и возникающим в объёме ФП или проводящей подложке экранирующим зарядом с последующей локальной модуляцией мощности слоя (произведения поверхностной плотности заряда на толщину двойного слоя) за счёт фотопроводимости.

  Существует несколько обособленных направлений Э., различающихся главным образом способом визуализации СИ. В классической Э. СИ визуализируют заряженными окрашенными частицами порошка (в сухом состоянии или диспергировакными в жидкости) с последующим переносом на нефоточувствительную основу либо без такого переноса. Процессы Э., в которых для визуализации применяют сухой порошок, часто называют ксерографией. Изменяя знак заряда и цвет порошка, можно получить как негативное, так и позитивное черно-белое, окрашенное или многоцветное изображение. В Э. со считыванием СИ используют микрозондовую технику (оптические, электронные или электростатические микрозонды, производящие в процессе) считывания поэлементную «развёртку» СИ). В фототермопластической Э. обычно предусматривают возможность термопластической визуализации путём преобразования потенциального рельефа в рельеф толщины за счёт термомеханических свойств ЭФМ (см. также Термопластическая запись , Фазовая рельефография ). В одном из направлений Э. в качестве ЭФМ используют фотоэлектреты (см. Электреты ), где СИ возникает в результате частичного разрушения под действием света устойчивой электрической поляризации слоя ЭФМ. В некоторых случаях, например в Э. со считыванием СИ, за счёт подключения внешних источников энергии возможно усиление СИ, в определённой степени аналогичное усилению в классическом фотографическом процессе; в других случаях, например при визуализации порошком, усиления не происходит. Светочувствительность 5 наиболее широко применяемых ЭФМ и методов Э.: 1—2 ед. ГОСТа для слоев аморфного селена с сухим порошковым проявлением (при разрешающей способности 40—60 мм -1 ); 0,2—0,3 ед. ГОСТа для сенсибилизированных красителями слоев окиси цинка, диспергированной в связующей среде (разрешение при жидкостном проявлении 60—100 мм —1 и выше), и слоев на основе органической ФП: (типа поливинилкарбазола). Светочувствительность ЭФМ при электронном считывании, обеспечивающем усиление СИ, достигает 500 ед. ГОСТа.

  Чувствительность ЭФМ лежит в спектральном диапазоне от рентгеновской области до ближней инфракрасной области. Изменение длинноволновой границы чувствительности в этом диапазоне достигается методами сенсибилизации фотоэффекта внутреннего в ФП. Кроме обычной сенсибилизации оптической, в Э. используют структурную и инжекционную сенсибилизацию. При структурной сенсибилизации изменяют молекулярную и надмолекулярную структуру ФП и макроструктуру слоя. Этот метод применяют как для органических ФП (полимеры винилового ряда, органические полимерные комплексы на основе поливинилкарбазола и др.), так и для неорганических, прежде всего для слоев на основе селена и его сплавов (с теллуром, мышьяком, таллием, кадмием, германием); он включает, например, формирование в ЭФМ электронно-дырочной гетероструктуры (см. Полупроводниковый гетерапереход ) или структуры типа ФП — диэлектрик. Явление фотоинжекции носителей заряда в фотополупроводники используют, например, для сенсибилизации слоев поливинилкарбазола селеном (инжекционная сенсибилизация; об инжекции см. ст. Полупроводники , разделы Неравновесные носители тока и Фотопроводимость полупроводников).

  Среди совокупности характеристик Э. некоторые (или их сочетания) часто принципиально недостижимы для других фотографических процессов (обработка в реальном масштабе времени, т. е. одновременно с протеканием весьма кратковременных процессов; возможность длительного хранения СИ, иногда даже на свету; возможность многократной перезаписи информации; экономические показатели), что обеспечило Э. широкое применение в малотиражном оперативном размножении текстовых и графических материалов — репрографии. Э. используют как метод регистрации и исследований во многих областях науки и техники, например в рентгенографии, голографии, спектроскопии, физике полупроводников.

  Лит.: Шафферт Р., Электрофотография, пер. с англ., М., 1968; Гренишин С. Г., Электрофотографический процесс, М., 1970; Процессы и аппараты электрофотографии, Л., 1972.

  Ю. А. Черкасов.

(обратно)

Электрофотополупроводниковая бумага

Электрофотополупроводнико'вая бума'га, электрофотографическая бумага, предназначена для изготовления копий при электрофотографическом копировании . Э. б. г представляет собой электропроводную баритовую бумагу — основу, покрытую с одной стороны тонким слоем (20—100 мкм ) фотополупроводника, который становится светочувствительным после зарядки до потенциала в несколько сотен в. В состав фотополупроводникового слоя чаще всего входит ZnO в чистом виде либо сенсибилизированная красителями, например эозином. Помимо ZnO, могут применяться также окислы, иодиды, селениды, сульфиды и теллуриды различных металлов. В качестве связующего используют поливинил-бутираль, производные ацилгидразона, оксадизола и др., синтетические и естественные смолы и т. п.

  Фотографические свойства Э. б. характеризуются главным образом зарядным потенциалом и светочувствительностью. У несенсибилизированной Э. б. с фотополупроводниковым слоем на основе ZnO светочувствительность порядка 0,04 ед. ГОСТа; у сенсибилизированной Э. б. светочувствительность 0,5—1 ед. ГОСТа. Разрешающая способность копий на Э. б. зависит от конструкции аппарата, толщины фотополупроводникового слоя и способа его обработки (проявления); обычно лежит в пределах 3—40 линий/мм .

  Лит.: Слуцкин А. А., Шеберстов В. И., Копировальные процессы и материалы репрографии и малой полиграфии, М., 1971.

  Л. В. Алферов.

(обратно)

Электрофреза

Электрофреза', с.-х. орудие для обработки почвы и заделки в неё удобрений в теплицах, парниках и на парниковых участках. В СССР выпускают самоходную Э. ФС-0.7А, основными узлами которой являются электродвигатель мощностью 3 кВт, редуктор с муфтой включения, ротор диаметром 420 мм с рабочими органами — ножами. Частота вращения ротора 200 061 мин, ширина захвата Э. 0,7 м, глубина обработки до 22 см, производительность 600 м 2 /ч.

(обратно)

Электрохемилюминесценция

Электрохемилюминесце'нция, люминесценция , возникающая при моляризации ион-радикалов, образующихся во время электролиза раствора активатора (изобензофуран, изоиндол и др.) в сопровождающем электролите (димстилформамид и др.); возбуждённые молекулы активатора, образующиеся в результате моляризации их ион-радикалов, возвращаются в основное состояние, испуская кванты света. Э. может быть использована для создания индикаторных устройств: при возбуждении люминофора переменным электрическим полем свечение сосредоточено вблизи электрода; применяя электроды специальной формы, можно создавать т. о. светящиеся цифры, буквы и т. д. (См. статьи Электролюминесценция , Хемилюминесценция . )

(обратно)

Электрохимическая обработка

Электрохими'ческая обрабо'тка, см. в ст. Электрофизические и электрохимические методы обработки .

(обратно)

Электрохимическая поляризация

Электрохими'ческая поляриза'ция, см. Поляризация электрохимическая .

(обратно)

Электрохимические методы анализа

Электрохими'ческие ме'тоды ана'лиза, совокупность методов качественного и количественного анализа, основанных на электрохимических явлениях, происходящих в исследуемой среде или на границе раздела фаз и связанных с изменением структуры, химического состава или концентрации анализируемого вещества. Э. м. а. делятся на пять основных групп: потенциометрию, вольтамперометрию, кулонометрию, кондуктометрию и диэлектрометрию.

  Потенциометрия объединяет методы, основанные на измерении эдс обратимых электрохимических цепей, когда потенциал рабочего электрода близок к равновесному значению (см. Электродный потенциал ). Потенциометрия включает редоксметрию (см. Оксидиметрия ), ионометрию и потенциометрическое титрование.

  Вольтамперометрия основана на исследовании зависимости тока поляризации от напряжения, прикладываемого к электрохимической ячейке, когда потенциал рабочего электрода значительно отличается от равновесного значения (см. Поляризация электрохимическая ). По разнообразию методов вольтамперометрия — самая многочисленная группа из всех Э. м. а., широко используемая для определения веществ в растворах и расплавах (например, полярография , амперометрия).

  Кулонометрия объединяет методы анализа, основанные на измерении количества вещества, выделяющегося на электроде в процессе электрохимической реакции в соответствии с Фарадея законами . При кулонометрии потенциал рабочего электрода отличается от равновесного значения. Различают потенциостатическую и гальваностатическую кулонометрию, причём последняя включает прямой и инверсионный методы, электроанализ и кулонометрическое титрование.

  К кондуктометрии относятся методы, в которых измеряют электропроводность электролитов (водных и неводных растворов, коллоидных систем, расплавов, твёрдых веществ). Кондуктометрический анализ основан на изменении концентрации вещества или химического состава среды в межэлектродном пространстве; он не связан с потенциалом электрода, который обычно близок к равновесному значению. Кондуктометрия включает прямые методы анализа (используемые, например, в солемерах ) и косвенные (например, в газовом анализе ) с применением постоянного или переменного тока (низкой и высокой частоты), а также хронокондуктометрию, низкочастотное и высокочастотное титрование.

  Диэлектрометрия объединяет методы анализа, основанные на измерении диэлектрической проницаемости вещества, обусловленной ориентацией в электрическом поле частиц (молекул, ионов), обладающих дипольным моментом. Методы диэлектрометрии применяют для контроля чистоты диэлектриков, например для определения малых количеств влаги. Диэлектрометрическое титрование используют для анализа растворов.

  Лит.: Галюс 3., Теоретические основы электрохимического анализа, пер. с польск., М., 1974; Лопатин Б. А., Теоретические основы электрохимических методов анализа, М., 1975.

  Б. А. Лопатин.

(обратно)

Электрохимический генератор

Электрохими'ческий генера'тор (ЭХГ), химический источник тока , в котором реагенты (обычно газообразные или жидкие вещества) в ходе электрохимической реакции непрерывно поступают из специальных резервуаров к электродам. ЭХГ состоит из батареи топливных элементов , систем хранения и подачи реагентов, отвода продуктов реакции, контроля и автоматического управления. В отличие от гальванических элементов, ЭХГ могут работать до тех пор, пока осуществляется подвод реагентов (топлива и окислителя) и отвод продуктов реакции.

  Перспективны ЭХГ, в которых в качестве горючего используют водород, экологически чистый источник энергии. С середины 1970-х гг. в СССР, США, ФРГ, Франции, Японии и др. странах ведутся работы по созданию и использованию водородно-кислородных и особенно водородно-воздушных ЭХГ. Применение такого рода источников электрической энергии в радио- и телевизионных устройствах (рис. ) и на транспортных средствах должно способствовать решению проблемы сохранения чистоты окружающей среды. Кпд водородно-кислородных ЭХГ, созданных в СССР и США, достигает 70—80%. Кпд ЭХГ, работающих при постоянных давлении и температуре с поглощением тепла из окружающей среды, теоретически может превосходить 100%.

  Лит. см. при ст. Химические источники тока .

  Н. С. Лидоренко, Г. Ф. Мучник.

Водородно-воздушный электрохимический генератор для питания переносного телевизора (мощность 15 вm, ресурс работы 2000 ч ).

(обратно)

Электрохимический потенциал

Электрохими'ческий потенциа'л, термодинамическая функция, характеризующая состояние какого-либо компонента, состоящего из заряженных частиц (электронов, ионов), в фазе данного состава. Э. п. может быть определён как приращение любого из потенциалов термодинамических системы при введении в неё одной заряженной частицы i -того компонента при неизменных всех остальных переменных, от которых зависит рассматриваемый потенциал. Э. п. , выражается формулой:

,

где m — химический потенциал i- того компонента, zi , — заряд частицы, j — электрический потенциал, е — элементарный заряд; член zi e j выражает работу по преодолению электрических сил. Если Э. п. относится к 1 молю вещества, этот член равен zi F j, где F — Фарадея число .

(обратно)

Электрохимия

Электрохи'мия, раздел физической химии , предметом изучения которого являются объёмные и поверхностные свойства твёрдых и жидких тел, содержащих подвижные ионы , и механизмы процессов с участием ионов на границах раздела и в объёме тел. Практическое значение электрохимических процессов, их роль в живом организме, своеобразие экспериментальной техники привели к выделению Э. в самостоятельный раздел науки.

  Возникновение основных представлений . В 1800 А. Вольта построил первый источник длительного постоянного тока (вольтов столб ). Вольта связывал возникновение электродвижущей силы (эдс) с соприкосновением разнородных металлов (т. н. контактная теория). С помощью вольтова столба английские учёные У. Николсон и А. Карлейль электролизом осуществили разложение воды (1800) на водород и кислород. В 1807 Г. Дэви электролизом увлажнённого едкого кали получил металлический калий; это было первое применение электрохимического метода для получения нового вещества. Начало работам по Э. в России положил В. В. Петров (электровосстановление металлов из их окислов, 1803). В 1833—34 М. Фарадей установил важнейшие количеств, закономерности Э. — Фарадея законы . Он же ввёл в Э. термины электролиз, электролит , электрод , катод и анод , катион , анион , ионы , однако он не представлял ещё себе ионы как свободно существующие частицы. Фарадей показал, что генерирование электрической энергии гальваническим элементом всегда сопровождается химическим процессом. К тому же периоду (1838) относится открытие английским учёным Дж. Даниелом первого гальванического элемента и открытие Б. С. Якоби гальванопластики — первого широко использованного метода прикладной Э. (см. Гальванотехника ).

  Изучение прохождения тока. Р. Клаузиус указал (1857), что в проводящих ток растворах должны существовать свободные заряженные частицы; их движение и создаёт электрический ток. Разработка (1853—59) И. Гитторфом метода определения чисел переноса (см. Переноса число ) и прецизионные измерения электропроводности, выполненные Ф. Кольраушем (1874), доказали независимое движение ионов, подготовив возможность создания С. Аррениусом теории электролитической диссоциации (1887). Закономерности диссоциации слабых электролитов были установлены В. Оствальдом (1888). Возможность существования свободных ионов сделалась понятной после введения представления об энергии сольватации (для водных растворов — гидратации ). На необходимость учёта такого химического взаимодействия указал впервые И. А. Каблуков . П. Дебай и немецкий учёный Э. Хюккель нашли (1923), что свойства разбавленных растворов сильных электролитов в растворителях с высокой диэлектрической проницаемостью могут быть количественно истолкованы в предположении их полной диссоциации при учёте электростатического взаимодействия между заряженными частицами. В дальнейшем разрабатывалась теория, применимая к более высоким концентрациям, изучались неводные растворы и расплавленные электролиты. Особое внимание в последние десятилетия уделяется твёрдым электролитам с высокой ионной проводимостью. При исследовании взаимодействия ионов между собой и с растворителем используются новые физические методы (см. Химическая физика ).

  Приложение законов термодинамики к Э. Учение об электродвижущих силах. Количественное рассмотрение любых электролитных систем, независимое от молекулярно-статистических представлений, основывается на термодинамике. Исходя из 1-го закона термодинамики, У. Томсон (1851) пришёл к выводу, что эдс гальванического элемента Е определяется тепловым эффектом протекающей в нём реакции. Термодинамическая трактовка эдс была дана Дж. У. Гиббсом (1875) и Г. Л. Ф. Гельмгольцем (1882). Из 2-го закона термодинамики следует, что эдс определяется изменением не полной энергии, а свободной энергии при химической реакции:

  Е = — DG /nF ,  (1)

  где DG — разность гиббсовой энергии продуктов и исходных веществ, n — число электронов, участвующих в реакции, F — Фарадея число . Гальванический элемент может давать электрическую энергию только за счёт затраты свободной энергии реагирующих веществ. Уравнение (1) предполагает обратимость всех процессов в элементе, т. е. выполнение условий равновесия, и определяет максимальную величину электрической энергии, которую можно получить за счёт данной реакции. Связь между Е, тепловым эффектом DН реакции и абсолютной температурой Т выражается уравнением Гиббса — Гельмгольца:

  .                         (2)

  В. Нернст (1889) придал термодинамическим соотношениям Э. удобную форму. Эдс Е может быть представлена в виде разности величин электродных потенциалов обоих электродов, каждый из которых выражает эдс цепи из данного электрода и некоторого электрода сравнения , например стандартного водородного электрода . Для простейшего случая металла в равновесии с разбавленным раствором, содержащим ионы этого металла в концентрации с,

  (формула Нернста) (3)

  где R — газовая постоянная, E 0 — стандартный электродный потенциал данного электрода. В общем случае величина с должна быть заменена на активность иона. Общее условие равновесия определяется требованием постоянства электрохимического потенциала любой частицы во всех частях системы.

  Электрохимическая кинетика. В центре внимания современной Э. стоит электрохимическая кинетика, т. е. учение о механизме и законах протекания электрохимических реакций. В реальных условиях, например при электролизе, коррозии металлов, в химических источниках тока , в живых организмах, электрохимическое равновесие, как правило, не реализуется, и понимание электрохимических процессов требует знания кинетических закономерностей. Поскольку непременным участником процессов на границе металла (или полупроводника) и электролита является электрон, рассматриваемый в качестве простейшей устойчивой химической частицы, исследование природы электрохимического элементарного акта существенно для кинетики химической . Современная теория элементарного акта основывается на представлениях квантовой механики. Предпосылкой её развития явилось выдвинутое немецким учёным М. Фольмером и Т. Эрдеи-Грузом представление, согласно которому перенос заряда может определять измеряемую скорость электрохимического процесса в целом (теория замедленного разряда, 1930). А. Н. Фрумкин установил количественное соотношение между скоростью электрохимической реакции и строением двойного электрического слоя на границе металл/электролит (1933). Первое применение квантовой механики к Э. — заслуга Р. Гёрни (Великобритания, 1931). В 1935 М. Поляни (Венгрия) и Ю. Хориути (Япония) заложили основы теории переходного состояния, или активированного комплекса , развитой Г. Эйрингом (США). Согласно современной квантовой теории, любой перенос заряда, как на границе фаз, так и в объёме раствора, связан с изменением структуры полярного растворителя, переориентацией его диполей. Существенно различен характер изменения степеней свободы классических и квантовых систем. Частицам, прочно связанным с растворителем, таким, как электроны и протоны, присущ квантовый характер движения. Для них вероятны подбарьерные туннельные переходы. Квантовая теория позволила дать рациональное объяснение эмпирически установленной закономерности, связывающей скорость необратимого процесса, выраженную через плотность тока i, с электрохимическим перенапряжением h, или потенциалом электрода (уравнение немецкого учёного Ю. Тафеля, 1905), h = а + b lg i, где а и b — постоянные, lg — десятичный логарифм, и указала пределы её применимости. Энергетические характеристики переходного состояния, а следовательно и скорость процесса, зависят от природы металла, а также от присутствия посторонних адсорбированных частиц. Эти эффекты, которые могут приводить к значительному ускорению процесса, объединяются под названием электрокатализа . В случае электрохимических процессов, сопровождающихся образованием новой фазы, например при электроосаждении металлов, необходимо также учитывать вероятность возникновения зародышей и условия роста кристаллов.

  Электрохимическая кинетика учитывает также строение границы раздела фаз, особенно границы металл/электролит, на которой возникает электрическое поле благодаря пространственному разделению зарядов, т. н. двойной электрический слой (д. э. с.). Первый метод исследования д. э. с. был предложен Г. Липманом (см. Электрокапиллярные явления ). В дальнейшем теория д. э. с. развивалась Ж. Гуи (Франция, 1910), О. Штерном (Германия, 1924), Фрумкршым и американским учёным Д. Грэмом. Введение Фрумкиным (1927) представления о потенциале нулевого заряда позволило устранить противоречие между контактной и химической теорией эдс.

  Электрохимические процессы состоят из ряда стадий (см. Электродные процессы ). Длительное прохождение тока требует подачи реагирующего вещества из объёма раствора к поверхности электрода и отвода продуктов реакции, что достигается благодаря диффузии; необходимо также учитывать миграцию заряженных частиц под действием электрического поля. Подача вещества ускоряется при размешивании жидкости, т. е. при конвективной диффузии. Ток вызывает концентрационную поляризацию (см. Поляризация электрохимическая ). Помимо стадий переноса заряда и диффузионных стадий суммарный процесс может включать чисто химические и другие стадии, например возникновение зародышей и включение разрядившихся атомов в кристаллическую решётку, выделение пузырьков газа и т. д. Накопление промежуточных продуктов на поверхности электрода сверх их равновесной концентрации, как и замедленность процессов диффузии и стадий разряда, приводит к поляризации электрода и перенапряжению. Если при практически используемых плотностях тока перенапряжение пренебрежимо мало, то это свидетельствует об обратимости процесса, степень которой в целом тем выше, чем больше ток обмена между исходными веществами и конечными продуктами реакции при равновесном потенциале. Обратимость многостадийного процесса предполагает обратимость всех его стадий. Часто необратимость процесса определяется медленностью одной из стадий, которая и определяет скорость процесса в целом. Для выяснения механизма электрохимических процессов применяются разнообразные формы электрических измерений: определение зависимости потенциала от плотности постоянного тока, измерение полного электрического сопротивления, определение зависимости потенциала или тока от времени при различно запрограммированном изменении во времени второй переменной, а также нелинейные методы. Одновременно исследуются состояние поверхности электрода (с использованием оптических методов), пограничное натяжение и др.

  Электрохимическая кинетика лежит в основе современной теории коррозии металлов; в растворах электролитов коррозия является результатом одновременного протекания двух или более электрохимических процессов. Для развития электрохимической кинетики большое значение имело создание точных и удобных экспериментальных методов исследования механизма электродных процессов, в особенности полярографического метода, предложенного Я. Гейровским (см. Полярография ).

  Практическое значение Э. Электрохимические методы широко используются в различных отраслях промышленности. В химической промышленности это электролиз — важнейший метод производства хлора и щелочей, многочисленных окислителей, получение фтора и фторорганических соединений. Возрастающее значение приобретает электросинтез самых различных химических соединений. На электрохимических методах основано получение алюминия, магния, натрия, лития, бериллия, тантала, титана, цинка, рафинирование меди (см. Электрометаллургия ). Водород получают электролизом воды в относительно ограниченных масштабах, однако по мере использования запасов природного топлива и увеличения производства электроэнергии значение этого метода получения водорода будет возрастать. В различных отраслях техники применяются защитные и декоративные гальванические покрытия, а также гальванические покрытия с заданными оптическими, механическими и магнитными свойствами. Анодное растворение металлов успешно заменяет механическую обработку твёрдых и сверхтвёрдых металлов и сплавов. В технике всё шире применяются электрохимические преобразователи информации (см. Хемотроника ). Большое значение имеет скорейшее решение проблемы электромобиля . Быстро растущий спрос на автономные источники электроэнергии для техники, освоения космоса и бытовых применений стимулирует поиски новых электрохимических систем повышенной удельной мощности, энергоёмкости и сохранности. Всё более широкое распространение получают различные электрохимические методы анализа , электрофизические и электрохимические методы обработки .

  Понимание важнейших биологических процессов, например усвоения и использования энергии пищи, распространения нервного импульса, восприятия зрительного образа, невозможно без учёта электрохимических звеньев, связанных в первую очередь с функционированием биологических мембран (см. Биоэлектрические потенциалы . Мембранная теория возбуждения , Электрофизиология ). Решение этих проблем ставит перед теоретической Э. новые задачи, а в будущем должно оказать существенное влияние и на медицинскую практику.

  Лит.: Итоги науки и техники. Сер. Электрохимия, в. 1—13, М., 1966—78; Скорчеллетти В. В., Теоретическая электрохимия, 4 изд., Л., 1974; Прикладная электрохимия, 3 изд., Л., 1974; Дамаскин Б. Б., Петрий О. А., Введение в электрохимическую кинетику, М., 1975; Антропов Л. И., Теоретическая электрохимия, 3 изд., М., 1975; Прикладная электрохимия, 2 изд., М., 1975; Корыта И., Дворжак И., Богачкова В., Электрохимия, М., 1977; Левич В. Г., Физико-химическая гидродинамика, 2 изд., М., 1959; The encyclopedia of electrochemistry, N. Y. — L [19641; Encyclopedia of electrochemistry of the elements, v. 1—, N. Y., 1973.

  А. Н. Фрумкин.

(обратно)

«Электрохимия»

«Электрохи'мия», ежемесячный журнал, орган Отделения общей и технической химии АН СССР. Издаётся в Москве с 1965. Основан А. Н. Фрумкиным . Публикует оригинальные статьи, обзоры, краткие сообщения и рефераты депонированных в ВИНИТИ статей по кинетике электродных процессов, электросинтезу, термодинамике растворов и другим разделам электрохимии. Помещает также рецензии на книги и отчёты о симпозиумах и конференциях. Тираж (1978) около 2500 экз.

(обратно)

Электрохирургия

Электрохирурги'я (от электро... и хирургия ), методы хирургического лечения при помощи воздействия на ткани током высокой частоты (сотни тыс. колебаний в сек ) с резким повышением температуры в точке контакта активного электрода с тканями. Различают электротомию — разделение и иссечение тканей, и электрокоагуляцию (см. Диатермокоагуляция ) — прижигание (свёртывание белковых веществ) тканей. Рассечение тканей при помощи электроножа не сопровождается кровотечением, т. к. происходит свёртывание крови по ходу разреза. Методы Э. применяют при операциях на головном мозге (бескровное операционное поле позволяет выполнить хирургическое вмешательство под контролем зрения), а также в глазной хирургии, при удалении кожных опухолей, в стоматологии и в других областях медицины.

(обратно)

Электроход

Электрохо'д, самоходное судно, у которого электрический привод движителей получает энергию от собственной электростанции, аккумуляторных батарей или внешней электрической сети. По типу первичных двигателей (турбина, дизель) различают турбо-Э. и дизель-Э. Основное преимущество Э. заключается в способности электродвигателей плавно изменять скорость вращения гребного вала и быстро менять направление его вращения, что улучшает манёвренность Э. Использование в качестве главных энергетических установок высокооборотных двигателей внутреннего сгорания, работающих в постоянном режиме, снижает эксплуатационные износы. Кроме того, использование электродвигателей и электрогенераторов позволяет размещать их наиболее рационально и независимо и отказаться от громоздких редукторов. Однако большие потери электрической энергии при передаче (10—15%), относительная сложность и дороговизна энергетической установки в целом и повышенные затраты труда на ремонт и эксплуатацию относительно других энергетических систем препятствуют распространению Э. Число Э. в общем количестве судов (с регистровой вместимостью более 100 т ) мирового гражданского морского флота составляет около 1,8% (в основном суда ледового плавания, буксирные суда, паромы). Развитие судовых ядерных энергетических установок открывает широкие возможности развития Э.

(обратно)

Электрошлаковая печь

Электрошла'ковая печь, агрегат для проведения электрошлакового переплава . Э. п. имеют механизмы для подачи расходуемого электрода в шлаковую ванну, поддон, на котором установлен кристаллизатор для формирования слитка, или механизмы для перемещения кристаллизатора (и слитка с поддоном) во время плавки (рис. 1 ). Э. п. питаются переменным током промышленной или пониженной частоты или (редко) постоянным током. Мощность печного трансформатора достигает 5—10 Мва.

  Типичная Э. п. — агрегат периодического действия; имеются «мини-печи» непрерывного действия. Различают одно- и трёхфазные, моно- и бифилярные, одно- и многоэлектродные, одно- и многопозиционные, специализированные и универсальные (многоцелевые) Э. п. Шлак, предварительно расплавленный во флюсоплавильной электропечи с графитовой футеровкой и графитовым электродом, заливают в кристаллизатор сифонным способом или сверху, включают электрический ток и начинают подавать расходуемый электрод в шлаковую ванну. Процесс ведётся в автоматическом режиме по программатору. После наплавления слитка заданной длины подпитывают его головную часть, выключают ток, сливают из кристаллизатора жидкий шлак, затем поднимают кристаллизатор и раздевают слиток, снимают огарок электрода и устанавливают в электрододержатель новый расходуемый электрод — печь готова к следующей плавке. Удельный расход электроэнергии на Э. п. 1000—1500 квт ·ч/т, расход флюса до 5% массы слитка, расход воды на охлаждение кристаллизатора, поддона, электрододержателя, токоведущих частей до 500 м 2 /ч.

  Первые в мире промышленные Э. п. были спроектированы и изготовлены институтом электросварки им. Е. О. Патона АН УССР; в 1958 Э. п. введены в эксплуатацию на заводе «Днепроспецсталь» и Новокраматорском машиностроительном заводе. Современная однофазная четырёхэлектродная бифилярная Э. п. для выплавки листовых слитков массой до 40 т (толщиной 500 мм, шириной 2500 мм и высотой более 4 м ) имеет 2 печных трансформатора мощностью по 3500 ква, работает по схеме встречного движения электродов и подвижного короткого уширенного в верхней части кристаллизатора, снабжена системами продувки шлаковой и металлической ванн газовыми смесями, вторичного охлаждения и обогрева донной части слитка (рис. 2 ). Время выплавки 40-тонного слитка до 16 ч. Производительность Э. п. G (кг/ч ) подсчитывается по эмпирической формуле G = D, где D — сторона квадрата (блюминговый слиток), широкая грань (слябинговый слиток), диаметр круглого слитка сплошного сечения или наружный диаметр полого слитка (мм ). В СССР действуют Э. п. многих типов в специализированных цехах металлургических заводов (масса сортового слитка до 8 т, листового до 20—40 т ) и заводов тяжёлого машиностроения (кузнечные слитки до 200 т ). Вслед за СССР Э. п. были построены в Великобритании, ФРГ, США и Японии. По советской лицензии Э. п. сооружены и эксплуатируются во Франции, Японии, Швеции, НРБ, ПНР, СРР, СФРЮ и других странах. В СССР, США и ФРГ создаются автоматизированные системы управления (АСУ) работой Э. п.

  Лит.: Электрошлаковые печи, К., 1976.

  Б. И. Медовар.

Рис. 2. Электрошлаковая печь для выплавки листовых слитков: 1 — трансформаторы; 2 — расходуемые электроды: 3 — кристаллизатор; 4 — слитки.

Рис. 1. Схемы конструкций электрошлаковых печей: а — с неподвижными слитком и кристаллизатором и опускающимся по мере оплавления электродом; б — с неподвижным кристаллизатором и опускающимися по ходу плавки слитком и электродом: в — с неподвижным слитком, поднимающимся по ходу плавки кристаллизатором и опускающимся электродом.

(обратно)

Электрошлаковая сварка

Электрошла'ковая сва'рка, шлаковая электросварка; см. Сварка .

(обратно)

Электрошлаковый переплав

Электрошла'ковый перепла'в электрометаллургический процесс, при котором металл (расходуемый электрод) переплавляется в ванне электропроводного синтетического шлака под действием тепла, выделяющегося в шлаке при прохождении через него электрического тока. Э. п., существенно повышающий качество металлов и сплавов, разработан в начале 50-х гг. 20 в. в институте электросварки им. Е. О. Патона АН УССР на основе электрошлакового сварочного процесса (см. Сварка ). Расходуемый электрод представляет собой отливку, прокатное изделие или поковку из металла, полученный в мартеновской, дуговой, вакуумноиндукционной печах или кислородном конвертере. В процессе Э. п. температура шлака, состоящего из CaF2, CaO, SiO2 , Al2 O3 и других компонентов, превышает 2500°С. Капли жидкого электродного металла проходят через слой шлака и образуют под ним слой металла, из которого при последовательном затвердевании в водоохлаждаемом кристаллизаторе формируется слиток (рис. ).

  По мере оплавления расходуемый электрод подаётся в шлаковый слой, непрерывно восполняя объём кристаллизующегося металла. Шлак является рафинирующей средой. Электрошлаковое рафинирование металла происходит в плёнке жидкого металла на оплавляющемся конце электрода, при прохождении капель металла через шлаковую ванну и на поверхности раздела шлаковой и металлической ванн.

  Изменяя состав шлака и температурный режим процесса, осуществляют избирательное рафинирование металла. В результате Э. п. содержание серы снижается в 2—5 раз, кислорода и неметаллических включений в 1,5—2,5 раза. Слиток характеризуется плотной направленной микроструктурой, свободен от дефектов литейного и усадочного происхождения. Химическая и структурная однородность слитка обусловливает изотропность физических и механических свойств металла в литом и деформированном виде. Способом Э. п. получают слитки массой от десятков г до 200 т практически любой нужной формы, определяемой формой кристаллизатора. Наряду с передельными (для прокатки сортовых профилей, труб и листа) и кузнечными (для ковки, прессования и штамповки) слитками производят фасонные отливки (коленчатые валы, корпуса запорной арматуры, сосуды давления, зубчатые колёса и др.). Э. п. применяется в чёрной металлургии (шарикоподшипниковые, конструкционные, нержавеющие, инструментальные стали, жаропрочные сплавы), цветной металлургии (хромистая бронза, никелемедные сплавы), тяжёлом машиностроении (теплоустойчивые, высокопрочные штамповые, валковые стали). Процесс запатентован и используется по советской лицензии во многих странах.

  Лит: Электрошлаковый переплав, М., 1963; Латаш Ю. В., Медовар Б. И., Электрошлаковый переплав, М., 1970.

  Б. И. Медовар.

Схема электрошлакового переплава с одним (а) и двумя (б) расходуемыми электродами: 1 — расходуемый электрод; 2 — шлаковая ванна; 3 — металлическая ванна; 4 — слиток.

(обратно)

Электроэнергетика

Электроэнерге'тика, ведущая составляющая часть энергетики , обеспечивающая электрификацию хозяйства страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии. Э. имеет важное значение в хозяйстве любой промышленно развитой страны, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Отличительной чертой электроэнергии является одновременность её генерирования и потребления.

  Основная часть электроэнергии вырабатывается крупными электростанциями : тепловыми (ТЭС), гидравлическими (ГЭС), атомными (АЭС). Электростанции, объединённые между собой и с потребителями высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП), образуют электрические системы .

  В Советском Союзе вопросы развития Э. всегда были в числе основных вопросов развития народного хозяйства. Советская Э. занимает передовые позиции в мире.

  Электрификация страны базируется, с одной стороны, на научных достижениях, с другой — на успехах промышленности. В начале 20-х гг. 20 в. в плане ГОЭЛРО были четко сформулированы две ведущие тенденции Э.: концентрация производства электроэнергии путём сооружения крупных районных электростанций и централизация распределения электроэнергии. Становление Э. определялось, с одной стороны, созданием электростанций и топливной базы для них, сооружением линий электропередачи и разработкой электрической аппаратуры и энергетического оборудования, с другой — развитием теоретических основ электротехники — необходимого условия для научного обоснования энергетического строительства. В этих целях были осуществлены важные исследования в области техники высоких напряжении, теории устойчивости электрических систем, разработаны методы расчёта мощных генераторов, трансформаторов и других электрических машин, электропривода, электрических аппаратов; создана электротехнология, внедрено автоматизированное управление электрическими системами, использованы методы физического и математического моделирования при расчёте и изучении электроэнергетических систем.

  В СССР основные научные исследования в области Э. проводятся в Государственном научно-исследовательском энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского (ЭНИН, Москва), НИИ Энергосеть-проект (Москва), Всесоюзном электротехническом институте им. В. И. Ленина (ВЭИ, Москва), Всесоюзном НИИ постоянного тока (НИИПТ, Ленинград), Всесоюзном НИИ источников тока (ВНИИТ, Москва), Всесоюзном НИИ электромашиностроения (Ленинград), Сибирском энергетическом институте СО АН СССР (Иркутск), институте электродинамики АН УССР (Киев), многих вузах (Московском энергетическом институте, Ленинградском политехническом и электротехническом институтах) и др. Существенный вклад в развитие Э. внесли советские учёные Г. М. Кржижановский, А. В. Винтер, Р. Э. Классон, В. Ф. Миткевич, М. П. Костенко, Л. Р. Нейман, М. А. Шателен, А. А. Горев, П. С. Жданов, С. А. Лебедев, К. А. Круг, Г. Н. Петров и др., а также И. А. Глебов, Д. Г. Жимерин, Н. С. Лидоренко, М. В. Костенко, В. И. Попков, В. М. Тучкевич и многие другие.

  На базе научных достижений Э. созданы электротехническая промышленность и энергетическое машиностроение , которые производят практически все основные виды электротехнического и энергетического оборудования: котло- и турбоагрегаты, электродвигатели и электромашинные генераторы, трансформаторы, электрические аппараты, средства автоматики и защиты, оборудование для ЛЭП. Значительно возрос уровень проектирования энергетических объектов и эксплуатации электроэнергетических систем, разработаны методы достижения совместной устойчивой работы электрических сетей большой протяжённости. Принцип концентрации реализован при сооружении тепловых электростанций единичной мощностью до 3 Гвт (Криворожская ГРЭС-2 и др.), гидроэлектростанций мощностью 4—6 Гвт (Братская, Красноярская и др.), атомных электростанций мощностью 4 Гвт (Ленинградская) и др.

  Развитие Э. предусматривает оптимальное соотношение между мощностью тепловых и гидроэлектрических станций. В СССР на долю ТЭС приходится свыше 80% всей производимой электроэнергии. В европейских районах страны ГЭС всё больше используют в качестве манёвренных и резервных источников электроэнергии, позволяющих покрывать пики электрической нагрузки в течение суток и обеспечивающих устойчивую работу электроэнергетических хозяйства страны. В Сибири и Средней Азии осуществляется и предусматривается сооружение мощных каскадов ГЭС, важная задача которых — комплексное использование водных ресурсов в целях удовлетворения нужд как Э., так и водного транспорта, водоснабжения, ирригации, рыбного хозяйства. Особенность электроэнергетики СССР — комбинированное производство электроэнергии и тепла на теплоэлектроцентралях . Более 1 /3 общей потребности в тепле удовлетворяется за счёт теплофикации, что позволяет существенно улучшить санитарное состояние воздушного бассейна городов, получить значительную экономию топлива. Создание материальной базы Э. идёт, с одной стороны, в направлении строительства АЭС, ТЭЦ, работающих на органическом топливе, манёвренных ТЭС и ГЭС, а также гидроаккумулирующих установок в Европейской части страны, и, с другой стороны,— по пути расширения строительства ТЭС и ГЭС в восточных районах, где для производства электроэнергии выгодно использовать дешёвые гидроресурсы и угли Северного Казахстана и Сибири. Наряду с этим проводятся исследования и промышленные эксперименты в области новых методов получения электроэнергии (реакторы на быстрых нейтронах, магнитогидродинамические генераторы и др.). Развитие принципа централизации электроснабжения логически привело вначале к образованию районных, затем 9 объединённых электроэнергетических систем и впоследствии к формированию Единой электроэнергетической системы (ЕЭЭС) Европейской части СССР, а затем всей страны, как важнейшей основы планомерной электрификации. С 1976 ЕЭЭС СССР работает совместно с электроэнергетическими системами стран — членов СЭВ. К середине 70-х гг. она имела общую установленную мощность (в пределах СССР) более 150 Гвт при общей мощности электростанций СССР около 220 Гвт.

  Для централизации электроснабжения потребовалось строительство новых высоковольтных (напряжением 35 кв и выше) линий электропередачи. Их протяжённость возросла со 167 тыс. км в 1960 почти до 600 тыс. км в 1975. Централизация производства электроэнергии в 1976 составила 97% от общего производства. Получили развитие также автономные электрические системы, как правило, — специального назначения (например, космические, судовые и др.). Э. занимает ведущее место в энергетике страны, является материальной основой роста обществ. производительности труда. Производство электроэнергии к 1977 превысило 1 триллион квт ·ч (см. Электрификация ).

  Постоянное повышение доли электроэнергии в конечном потреблении энергии (с 5—6% в 1960 до 15—18% в 1975) является важной тенденцией развития Э. Так, за 20 лет (начало 50-х — начало 70-х гг.) уровень потребления подведённой электроэнергии по всем группам процессов (силовым, высокотемпературным и др.) повысился на 350 млрд. квт ·ч, прирост полезного потребления электроэнергии составил 200 млн. Гкал, что обеспечило экономический эффект в 12—13 млрд. руб. К 1977 в СССР завершена экономически обоснованная электрификация силовых стационарных процессов. Возросло использование электроэнергии в промышленности на технологические нужды (в т. ч. особенно в станкостроении, с.-х. машиностроении, электротехнической и химической промышленности и в цветной металлургии), на ж.-д. транспорте (доля перевозок по электрифицированным железным дорогам составила около 50%); на нужды городского и трубопроводного транспорта, с.-х. производства, быта.

  В зарубежных социалистических странах развитие Э. характеризуется увеличением объёмов производства Э. нарастающими темпами (см. табл. 3 в ст. Электрификация ). Производство электроэнергии на душу населения в год в 1975 составило от 1,9 тыс. квт ·ч (ВНР) до 5 тыс. квт ·ч (ГДР).

  Электроэнергетические системы стран — членов СЭВ объединены электрическими связями и образуют объединённую электроэнергетическую систему «Мир» с общим оперативно-диспетчерским центром управления. Такое объединение даёт определённые преимущества в повышении надёжности и манёвренности электроснабжения, позволяет более эффективно использовать энергетические ресурсы. В странах СЭВ созданы развитая электротехническая промышленность и энергетическое машиностроение, на базе которых развивается социалистическая интеграция производства. В 1974 в странах СЭВ выпущено электродвигателей переменного тока (единичной мощностью более 0,25 квт ) на общую мощность около 25 Гвт. Наряду с этим совершенствуется и расширяется производство электрогенераторов, электротехнического оборудования, средств автоматики и т. п.

  В капиталистических и развивающихся странах развитие Э. происходит далеко не одинаково. Так, в основных капиталистических странах производство электроэнергии хотя и растет, но замедленными темпами; разрыв в уровнях развития Э. основных капиталистических и развивающихся стран крайне велик. На долю США, стран Западной Европы и Японии приходится около 2 /3 мирового производства электроэнергии, а без социалистических стран их доля повышается примерно до 4 /5 . В развивающихся же странах, где проживает почти 3 /4 всего населения земного шара, производится немногим более 15% мирового потребления электроэнергии. В США использование электроэнергии составляет в промышленности около 40%, в коммунально-бытовом секторе — до 40—50% Это объясняется преобладанием малоэтажной застройки и тёплым климатом. По этим же причинам существенно ограничено централизованное теплоснабжение и увеличен расход электроэнергии на кондиционирование, крое обычно сочетается с отоплением. В странах Западной Европы доля электроэнергии, используемой для нужд коммунально-бытового сектора, достаточно высока — до 30%, что объясняется также сравнительно слабо развитым централизованным теплоснабжением. Характерная особенность Э. капиталистических стран — начало массового строительства АЭС, широкое внедрение высокоманёвренного оборудования (газотурбинных и гидроаккумулирующих установок, паротурбинных блоков, работающих на докритических параметрах пара, и т. п.).

  Состояние Э. в различных странах характеризуется расходом электроэнергии на душу населения, который в значительной мере определяется спецификой энергетических ресурсов страны, электроёмкостью промышленности, уровнем развития производства. Так, в 1975 наиболее высокий уровень производства электроэнергии на душу населения был в Норвегии — 19,8 тыс. квт ·ч, в Канаде, Исландии, США, Швеции — соответственно около 12; 10; 9,8; 8,5 тыс. квт ·ч. Для стран Западной Европы (ФРГ, Франция, Италия, Великобритания) и для Японии производство электроэнергии на душу населения в год составило от 2,6 до 5 тыс. квт ·ч. В ряде развивающихся стран Африки (Сомали, Чад, Судан, Эфиопия) этот показатель не превысил 25 квт ·ч; в некоторых странах Южной Америки (Парагвай, Боливия, Экуадор) он был ниже 200 квт ·ч; в Индии и Пакистане — менее 150 квт ·ч.

  Лит.: Электроэнергетика СССР в 1973, М., 1974; Кириллин В., Энергетика — проблемы и перспективы, «Коммунист», 1975, № 1; Энергетика СССР в 1976—1980 гг., М., 1977; Электрификация СССР. (1917—1967), М., 1967; то же (1967—1977), М., 1977.

  Л. А. Мелентьев.

(обратно)

Электроэнергии качество

Электроэне'ргии ка'чество, совокупность свойств энергии электрического тока, определяющих режим работы электроприёмников (электродвигателей, нагревательных установок, осветительных приборов, радиоэлектронных устройств и др.). Показателями Э. к. являются: для сетей однофазного переменного тока — отклонение частоты и напряжения, колебания частоты и напряжения, несинусоидальность формы кривой напряжения; для сетей трёхфазного переменного тока — то же, что и для сетей однофазного тока, а также несимметрия фазных напряжений основной частоты (фазные напряжения не равны между собой и сдвиг по фазе отличен от 120°); для сетей постоянного тока — отклонение напряжения, колебания напряжения и коэффициент пульсации напряжения (отношение амплитуды переменной составляющей к выпрямленному напряжению). Отклонение частоты — разность между номинальным и фактическим значениями основной частоты, усреднённая за 10 мин; в нормальном режиме допускается отклонение частоты в пределах ±0,1 гц, иногда разрешается временное отклонение частоты до ±0,2 гц. Колебания частоты — разность между наибольшим и наименьшим значениями основной частоты при скорости изменения её не менее 0,2 гц/сек; в нормальных условиях колебания частоты не должны превышать 0,2 гц сверх указанных выше допустимых отклонений. Отклонение напряжения — разность между номинальным и фактическим (для данной сети) значениями напряжения, возникающая при сравнительно медленном изменении режима работы, когда скорость изменения напряжения менее 1% в сек. Колебания напряжения — разность между наибольшим и наименьшим действующими значениями напряжения в сети, возникающая при достаточно быстром изменении режима работы, когда скорость изменения не менее 1% в сек. Несинусоидальность формы кривой напряжения (несоответствие форме кривой гармонического колебания ) длительно допускается на зажимах электроприёмника при условии, что действующее значение всех высших гармоник не превышает 5% действующего значения напряжения основной частоты.

  Э. к. может меняться в зависимости от времени суток, погодных и климатических условий, изменения нагрузки энергосистемы, возникновения аварийных режимов в сети и т. д. Снижение Э. к. может привести к заметным изменениям режимов работы электроприёмников и в результате — к уменьшению производительности рабочих механизмов, ухудшению качества продукции, сокращению срока службы электрооборудования, повышению вероятности аварий и т. д. В реальных условиях поддержание показателей Э. к. в заданных пределах наиболее эффективно обеспечивается автоматическим регулированием напряжения и автоматическим регулированием частоты .

  Лит.: Электротехнический справочник, 4 изд., т. 2, кн. 1, М., 1972.

(обратно)

Электроэнергия

Электроэне'ргия, термин, широко распространённый в технике и в быту для определения количества энергии, отдаваемой электростанцией в электрическую сеть или получаемой из сети потребителем. Мера Э. — киловатт-час .

(обратно)

Электроэнцефалография

Электроэнцефалогра'фия (от электро... , греч. enkephalos — головной мозг и ...графия ), метод исследования деятельности головного мозга животных и человека; основан на суммарной регистрации биоэлектрической активности отдельных зон, областей, долей мозга. Э. применяется в современной нейрофизиологии, а также в нейропатологии и психиатрии.

  Мозг, как и многие другие ткани и органы, в состоянии деятельности представляет собой источник эдс. Однако электрическая активность мозга мала и выражается в миллионных долях вольта; её можно зарегистрировать лишь при помощи специальных высокочувствительных приборов и усилителей, называется электроэнцефалографами. Практически Э. осуществляется наложением на поверхность черепа металлических пластинок (электродов), которые соединяют проводами со входом аппарата. На выходе его получается графическое изображение колебаний разности биоэлектрических потенциалов живого мозга, называемое электроэнцефалограммой (ЭЭГ). ЭЭГ отражает как морфологические особенности сложных мозговых структур, так и динамику их функционирования, т. е. синаптические процессы, развивающиеся на теле и дендритах нейронов коры головного мозга. ЭЭГ — сложная кривая, состоящая из волн различных частот (периодов) с меняющимися фазовыми отношениями и разными амплитудами. В зависимости от амплитуды и частоты на ЭЭГ различают волны, обозначаемые греческими буквами «альфа», «бета», «дельта» и др. У здорового человека могут различаться ЭЭГ в зависимости от физиологического состояния (сон и бодрствование, восприятие зрительных или слуховых сигналов, разнообразные эмоции и т. п.). ЭЭГ здорового взрослого человека, находящегося в состоянии относит, покоя, обнаруживает два основных типа ритмов: a-ритм, характеризующийся частотой колебаний в 8—13 гц с амплитудой 25—55 мкв, и b-ритм, проявляющийся частотой в 14—30 гц с амплитудой 15—20 мкв (рис. , а). При различных заболеваниях мозга возникают более или менее грубые нарушения нормальной картины ЭЭГ (рис. , б), по которым можно определить тяжесть и локализацию поражения, например выявить область расположения опухоли или кровоизлияния. Запись ЭЭГ во время операции помогает следить за состоянием больного и строго регулировать глубину наркоза. Всё большее значение для клиники приобретает регистрация электрической активности глубоких отделов мозга — электросубкортикография, которая осуществляется как во время нейрохирургических операций, так и через вживленные в мозг на длительный срок электроды. Телеэлектроэнцефалография позволяет регистрировать электрическую активность головного мозга на расстоянии. Математические, количественные приёмы описания записей ЭЭГ, спектральный, корреляционный и другие методы статистического анализа, составление топографических карт потенциальных полей мозга уточняют простую визуальную оценку ЭЭГ и дают возможность извлечения из ЭЭГ новой, ранее скрытой для исследователя информации. Точный автоматический анализ ЭЭГ при помощи ЭВМ открывает новые перспективные возможности перед Э.

  Лит.: Кратин Ю. Г., Гусельников В. И., Техника и методики электроэнцефалографии, 2 изд., Л., 1971; Жирмунская Е. А., Биоэлектрическая активность здорового и больного мозга человека, в кн.: Клиническая нейрофизиология, Л., 1972 (Руководство по физиологии); Егорова И. С., Электроэнцефалография, М., 1973; Клиническая электроэнцефалография, М., 1973; Методы клинической нейрофизиологии, Л., 1977.

  Е. А. Жирмунская.

Электроэнцефалограмма: 1 — затылочно—височное, 2 — височно—лобное, 3 — лобно—теменное отведения; s — левое и d — правое полушария; а — записана у здорового человека (хорошо выражен альфа-ритм), б — записана у больного человека после мозгового инсульта (фокус патологической активности выражен высоко-амплитудными дельта-волнами в правой височной области).

(обратно)

Электрум

Эле'ктрум (лат. electrum, от греч. elektron — янтарь, в связи с цветом), минерал, разновидность золота самородного с содержанием серебра свыше 25—50%. Примеси Te, Си, Sb, Hg и др. Характерно неравномерное распределение (зональность, структуры распада высокосеребристых твёрдых растворов золота). Кристаллизуется в кубической системе. Кристаллы редки. Обычно встречается в виде плоских дендритов размером по площади от долей мм 2 до 10—20 мм 2 (иногда 30—50 мм 2 ) или неправильных микроскопических частиц. Известны самородки массой до 400 г. Цвет в зависимости от содержания серебра от золотисто-жёлтого до светло-жёлтого. Твёрдость по минералогической шкале 2—3, плотность 1500—1650 кг/м 3 . Э. сравнительно редок. Встречается в гидротермальных месторождениях, кварцевых и халцедон-кварцевых жилах в ассоциации с карбонатами, адуляром, сульфидами и сульфосолями серебра, свинца, сурьмы, теллуридами и другими минералами. Мельчайшая вкрапленность Э. определяет золотоносность медноколчеданных и полиметаллических руд. Входит в состав золотых руд .

  Лит.: Петровская Н. В., Самородное золото, М., 1973.

(обратно)

Элемент

Элеме'нт (от лат. elementum — стихия, первоначальное вещество), 1) в античной философии одно из первоначал, то же, что стихия (вода, земля, огонь, воздух). 2) Составная часть какого-либо сложного целого. См. также Элементы химические .

(обратно)

Элементарная геометрия

Элемента'рная геоме'трия, часть геометрии, входящая в элементарную математику . Границы Э. г., как и вообще элементарной математики, не являются строго очерченными. Говорят, что Э. г. есть та часть геометрии, которая изучается в средней школе; это определение, однако, не только не вскрывает содержания и характера Э. г., но и никак её не исчерпывает, т. к. в Э. г. включается обширный материал, лежащий вне школьных программ (например, аксиоматика, сферическая геометрия). Можно сказать, что Э. г. есть исторически и, соответственно, логически первая глава геометрии (поскольку из неё развились другие геометрические направления); в своих основах она сложилась в Древней Греции, и изложение её основ дают уже «Начала» Евклида (3 в. до н. э.). Такое историческое определение закономерно, но и оно также не уточняет общего содержания и характера Э. г., тем более что развитие Э. г. продолжается и в настоящее время. Поэтому определение Э. г. должно быть раскрыто и дополнено.

  В Древней Греции исследовали не только многоугольники, окружность, многогранники и др. фигуры, рассматриваемые в школьном курсе, но также конические сечения (эллипс, гипербола, парабола) и ряд других, более сложных, кривых и фигур (например, квадратриса). Однако каждый раз кривая (фигура) задавалась конкретным геометрическим построением, только такие кривые (фигуры) считались геометрическими, т. е. могущими быть предметом геометрии; другие же возможные кривые назывались механическим. Эта точка зрения была отвергнута в 17 в. Р. Декартом при создании им аналитической геометрии и полностью преодолена вместе с развитием анализа, когда предметом математики стали любые (по крайней мере любые аналитические) функции и кривые. В этом исторически ясно обозначенном переходе от конкретно определённых кривых (окружность, эллипс и т. д.) и функций (данная степень х, синус и т. п.) к любым, по крайней мере из обширного класса, кривым и функциям и состоит логический переход от элементарной математики, в частности от Э. г., к высшей. Э. г. совершенно исключает рассмотрение любых аналитических кривых и поверхностей, которые составляют уже предмет дифференциальной геометрии , любых выпуклых тел, которые служат предметом геометрии выпуклых тел, и т. п. Вместе с тем каждая данная кривая, каждое данное выпуклое тело и т. п., определённые тем или иным построением или конкретным свойством (например, эллипс, цилиндр и т. д.), могут стать предметом Э. г. Стало быть, Э. г. характеризуется в смысле её предмета тем, что в ней рассматриваются не вообще любые фигуры, но каждый раз те или иные достаточно определённые фигуры.

  Точнее, Э. г. исходит из простейших фигур — точка, отрезок, прямая, угол, плоскость, и основного понятия о равенстве отрезков и углов или вообще о совмещении фигур при наложении, чем определяется их равенство. Кроме того, при строгом аксиоматическом построении Э. г. явно выделяются понятия: «точка лежит на прямой» или «на плоскости», «точка лежит между двумя другими». Предмет Э. г. составляют: 1) фигуры, определяемые конечным числом простейших фигур (как, например, многоугольник определяется конечным числом отрезков, многогранник — конечным числом многоугольников, а стало быть, опять-таки отрезков); 2) фигуры, определённые тем или иным свойством, формулируемым в исходных понятиях (например, эллипс с фокусами А, В есть геометрическое место таких точек X, что сумма отрезков AX и BX равна данному отрезку); 3) фигуры, определённые построением (как, например, конус строится проведением прямых из данной точки О во все точки какой-либо данной окружности, не лежащей с О в одной плоскости, а коническое сечение определяется пересечением конуса плоскостью). Фигура, как бы сложна она ни была, заданная подобным образом, может стать предметом исследования в рамках Э. г. Что касается свойств таких фигур, то Э. г. ограничивается изучением свойств, которые определяются опять-таки на основе указанных простейших понятий. Свойства эти суть прежде всего взаимное расположение фигур, равенство тех или иных элементов фигуры, длина, площадь, объём. Соответственно, определения длины окружности, площади эллипса, объёма шара и т. п. принадлежат Э. г. Однако общие понятия длины, площади и объёма лежат за пределами Э. г., например теорема о том, что среди всех замкнутых кривых данной длины наибольшую площадь ограничивает окружность, хотя и говорит о свойстве окружности, не принадлежит Э. г., т. к. в ней фигурирует понятие длины любой замкнутой кривой и ограничиваемой ею площади. В Э. г. рассматриваются свойства касательной к окружности, можно рассматривать и свойства касательных к эллипсу, гиперболе, параболе, но общее понятие касательной лежит за пределами Э. г. Это логическое различие в общности понятий и степени абстракции вполне отвечает историческому развитию, ибо общие понятия длины, площади, объёма, так же как общее понятие касательной к кривой, были постепенно выработаны только вместе с развитием анализа, а указанная теорема о макс. свойстве окружности была строго доказана только в середине 19 в. Геометрия построения и преобразования, изучаемые в Э. г., определяются опять-таки конкретными геометрическими предписаниями на основе первичных понятий геометрии; таково, например, преобразование обратных радиусов, или инверсия .

  Соответственно предмету Э. г. ограничены и её методы; они заведомо исключают пользование общими понятиями любой фигуры, переменной, функции, исключают ссылки на общие теоремы теории пределов и т. п. Основной метод Э. г. — это вывод теорем путём наглядного рассуждения, основанного либо на исходных посылках — аксиомах, либо на уже известных теоремах Э. г., с применением того или иного вспомогательного построения, не употребляющего общих понятий кривой, тела и др. (например, «продолжим отрезок AB », «разделим угол А пополам»). Привлекаемые в Э. г. вычислительные средства из алгебры и тригонометрии допускают, по существу, сведение к таким построениям. Понятие предела не исключается из Э. г., поскольку оно фигурирует в теоремах о длине окружности, поверхности шара и др., бесспорно включаемых в Э. г. Однако в каждом таком случае речь идет о конкретной последовательности, заданной элементарно-геометрическим построением, и приближении к пределу устанавливается непосредственно, без ссылок на общую теорию пределов. Примером может служить определение длины окружности посредством рассмотрения последовательности вписанных и описанных правильных многоугольников. Подобный прием в принципе возможен для любой данной кривой, но для произвольной кривой вообще ничего подобного сделать нельзя, поскольку «кривая вообще» не задана конкретно. Стало быть, разница между Э. г., вообще элементарной математикой и высшей состоит скорее не в том, что во второй применяется понятие предела, а в первой — нет, а в степени общности этого понятия. Соответственно определению метода Э. г. та или иная теория может принадлежать Э. г. по формулировке, но не по доказательству. Примером может служить теорема Минковского о существовании выпуклого многогранника с данными направлениями и площадями граней (точную формулировку см. в ст. Многогранник ), эта теорема элементарна по формулировке, но известные ее доказательства не элементарны, т. к. используют общие теоремы анализа либо даже топологии.

  Коротко можно сказать, что Э. г. включает те вопросы геометрии, которые в своей постановке и решении не включают общей концепции бесконечного множества, но лишь конструктивно определённые множества (геометрические места). Когда говорят, что евклидова геометрия основана, скажем, на системе аксиом Гильберта или на иной, близкой по характеру системе аксиом то забывают что при введении общих понятий кривой выпуклого тела длины и др. фактически используют способы образования понятий, вовсе не предусмотренные в аксиомах, а опирающиеся на общую концепцию множества, последовательности и предела, отображения или функций. То, что выводится из аксиом Гильберта без таких добавлений, и составляет элементарную часть евклидовой геометрии. Это разграничение можно уточнить в терминах математической логики. Вместе с тем, соответственно такому пониманию Э. г., можно говорить об Э. г. n -мерного евклидова пространства, о Э. г. Лобачевского и др. При этом имеются в виду те разделы, теоремы и выводы этих геометрических теорий, которые характеризуются теми же чертами.

  Лит.: Начала Евклида, пер. с греч., кн. 1—15, М. — Л., 1948—50; Адамар Ж., Элементарная геометрия пер. с фр., ч. 1, 4 изд., М., 1958; Погорелов А. В., Элементарная геометрия, 2 изд., М., 1974; История математики с древнейших времен до начала XIX столетия, т. 1—3, М., 1970—72.

(обратно)

Элементарная длина

Элемента'рная длина', то же, что фундаментальная длина .

(обратно)

Элементарная математика

Элемента'рная матема'тика, несколько неопределённое понятие, охватывающее совокупность таких разделов, задач и методов математики, в которых пользуются общими понятиями переменной функции предела и т п. Иначе говоря Э. м. пользуется теми общими понятиями (абстракциями), которые сложились до появления математического анализа; хотя Э. м. продолжает развиваться и теперь и в ней появляются новые результаты, всё же это происходит в рамках тех же понятий (см. ст. Математика раздел II. История математики до 19 в., пункт 2 — Период элементарной математики).

  Э. м. охватывает в основном арифметику и т. н. элементарную теорию чисел, элементарную алгебру, элементарную геометрию, тригонометрию. Коротко Э. м. можно характеризовать как «математику постоянных величин» Это однако не совсем точно, т. к. в Э. м. рассматривают не только постоянные величины, но и геометрические фигуры (не обязательно интересуясь их величиной, например расположением), и не только постоянные, но и переменные величины, например тригонометрические функции. Здесь речь идет о некоторых (конкретно определенных) функциях. Точно также, например, при определении длины окружности пользуются по существу понятием предела, но не в общем виде, а лишь для конкретно определенной последовательности (периметров вписанных и описанных многоугольников). Общие же понятия функции и предела, так же как и общие понятия кривой, поверхности, фигуры вообще не заданной каким-либо конкретным построением, заведомо выходят за пределы Э. м. Например, в теории чисел отличают элементарные доказательства, в которых обходятся без методов математического анализа. Кстати, эта «элементарная теория чисел» вовсе не является элементарной в смысле простоты

  Э. м. в противоположность высшей математике понимают ещё просто как совокупность математических дисциплин, изучаемых в средней общеобразовательной школе.

(обратно)

Элементарная нить

Элемента'рная нить, одиночная нить, не делящаяся в продольном направлении без разрушения. Является составной частью текстильных комплексных нитей. К Э. м. относятся химические нити различного вида, а также шелковина (одна из двух нитей, составляющих коконную нить). См. также Волокна текстильные .

(обратно)

Элементарная операция

Элемента'рная опера'ция, микрооперация, в вычислительной технике, элементарное машинное действие, не содержащее др. более простых действий, обозначенных в языке ЦВМ. Реализация каждой команды ЦВМ состоит из последовательного выполнения некоторого количества операций , в том числе таких Э. о., как установка регистра в нулевое положение, запись нуля в ячейки памяти, сдвиг влево или вправо на 1 разряд кода в регистре, передача информации между регистрами и др., а также сравнение кодов, логическое сложение и умножение и т. д. Набор Э. о. должен обеспечивать алгоритм выполнения любой системы команд ЦВМ. Э. о. могут объединяться в группы, на основе которых организуется микропрограммное управление ЦВМ.

(обратно)

Элементарная теория музыки

Элемента'рная тео'рия му'зыки, первоначальный учебный музыкально-теоретический курс, преподаваемый в музыкальных школах и включающий нотную грамоту, основные сведения о важнейших элементах музыки, средствах музыкальной выразительности (музыкальные звуки, интервалы, аккорды, лад, метр, ритм, темп, динамика и др.).

  Лит.: Способин И, В., Элементарная теория музыки. М., 1954.

(обратно)

Элементарная ячейка

Элемента'рная яче'йка кристалла, минимальный объём кристалла, параллельные переносы (трансляции) которого в трёх измерениях позволяют построить всю кристаллическую решётку. Выбор Э. я. может быть произведён различными способами.

(обратно)

Элементарное волокно

Элемента'рное волокно', одиночное волокно текстильное , не делящееся в продольном направлении без разрушения и пригодное для изготовления пряжи и текстильных изделий.

(обратно)

Элементарные делители

Элемента'рные дели'тели квадратной матрицы А = ||aiK ||1 n , степени двучленов

(l — l1 ) p 1 , (l — l2 ) p 2 ,..., (l — ls ) ps ,

которые получаются из характеристического уравнения

следующим образом. Миноры k-го порядка определителя D(l) (для k £ п ) представляют собой многочлены относительно l. Пусть Dk (l) (k = 1, 2,..., n ) - наибольший общий делитель всех этих многочленов, Dn (l) = D(l). В ряду каждый многочлен делится на предыдущий без остатка. Если разложить соответствующие частные на линейные множители в поле комплексных чисел:

.............................……………………………..,

то степени ,..., ,... и образуют полную систему Э. д. матрицы А (при этом степени с нулевыми показателями не принимаются во внимание). Произведение всех Э. д. равно характеристическому многочлену. Э. д. определяют нормальную (жорданову) форму матрицы А.

(обратно)

Элементарные реакции

Элемента'рные реа'кции, химические реакции, которые не могут быть представлены более простыми химическими превращениями. Э. р. — составные части сложной реакции . Иногда вместо термина «элементарная реакция» пользуются терминами «элементарная стадия» или просто «стадия» (сложной реакции). В Э. р., как правило, разрывается или образуется не более одной-двух связей между атомами. Например, в Э. р. H2 +O = Н + OH разрывается одна связь Н — Н и образуется одна связь О — Н.

(обратно)

Элементарные функции

Элемента'рные фу'нкции, класс функций, состоящий из многочленов , рациональных функций , показательных функций , логарифмических функций , тригонометрических функций и обратных тригонометрических функций , а также функций, получающихся из перечисленных выше с помощью четырёх арифметических действий и суперпозиций (образование сложной функции ), примененных конечное число раз; например,

,

y = x a = ea ln x ;

и т. д. Класс Э. ф. наиболее изучен и чаще всего встречается в приложениях математики. Однако многие прикладные вопросы приводят к рассмотрению функций, не являющихся Э. ф. (например, цилиндрических функций ). Производная от Э. ф. также является Э. ф.; неопределённый интеграл от Э. ф. не всегда выражается через Э. ф. При изучении неэлементарных функций представляют их через Э. ф. при помощи бесконечных рядов, произведений, интегралов и т.д.

(обратно)

Элементарные частицы

Элемента'рные части'цы.

  Введение . Э. ч. в точном значении этого термина — первичные, далее неразложимые частицы, из которых, по предположению, состоит вся материя. В понятии «Э. ч.» в современной физике находит выражение идея о первообразных сущностях, определяющих все известные свойства материального мира, идея, зародившаяся на ранних этапах становления естествознания и всегда игравшая важную роль в его развитии.

  Понятие «Э. ч.» сформировалось в тесной связи с установлением дискретного характера строения вещества на микроскопическом уровне. Обнаружение на рубеже 19—20 вв. мельчайших носителей свойств вещества — молекул и атомов — и установление того факта, что молекулы построены из атомов, впервые позволило описать все известные вещества как комбинации конечного, хотя и большого, числа структурных составляющих — атомов. Выявление в дальнейшем наличия составных слагающих атомов — электронов и ядер, установление сложной природы ядер, оказавшихся построенными всего из двух типов частиц (протонов и нейтронов ), существенно уменьшило количество дискретных элементов, формирующих свойства вещества, и дало основание предполагать, что цепочка составных частей материи завершается дискретными бесструктурными образованиями — Э. ч. Такое предположение, вообще говоря, является экстраполяцией известных фактов и сколько-нибудь строго обосновано быть не может. Нельзя с уверенностью утверждать, что частицы, элементарные в смысле приведённого определения, существуют. Протоны и нейтроны, например, длительное время считавшиеся Э. ч., как выяснилось, имеют сложное строение. Не исключена возможность того, что последовательность структурных составляющих материи принципиально бесконечна. Может оказаться также, что утверждение «состоит из...» на какой-то ступени изучения материи окажется лишённым содержания. От данного выше определения «элементарности» в этом случае придется отказаться. Существование Э. ч. — это своего рода постулат, и проверка его справедливости — одна из важнейших задач физики.

  Термин «Э. ч.» часто употребляется в современной физике не в своём точном значении, а менее строго — для наименования большой группы мельчайших частиц материи, подчинённых условию, что они не являются атомами или атомными ядрами (исключение составляет простейшее ядро атома водорода — протон). Как показали исследования, эта группа частиц необычайно обширна. Помимо упоминавшихся протона (р), нейтрона (n) и электрона (e- ) к ней относятся: фотон (g), пи-мезоны (p), мюоны (m), нейтрино трёх типов (электронное v e , мюонное v m и связанное с т. н. тяжёлым лептоном v t ), т. н. странные частицы (К-мезоны и гипероны ), разнообразные резонансы , открытые в 1974—77 y-частицы, «очарованные» частицы, ипсилон-частицы (¡) и тяжёлые лептоны (t+ , t— ) — всего более 350 частиц, в основном нестабильных. Число частиц, включаемых в эту группу, продолжает расти и, скорее всего, неограниченно велико; при этом большинство перечисленных частиц не удовлетворяет строгому определению элементарности, поскольку, по современным представлениям, они являются составными системами (см. ниже). Использование названия «Э. ч.» ко всем этим частицам имеет исторические причины и связано с тем периодом исследований (начало 30-х гг. 20 в.), когда единственно известными представителями данной группы были протон, нейтрон, электрон и частица электромагнитного поля — фотон. Эти четыре частицы тогда естественно было считать элементарными, т. к. они служили основой для построения окружающего нас вещества и взаимодействующего с ним электромагнитного поля, а сложная структура протона и нейтрона не была известна.

  Открытие новых микроскопических частиц материи постепенно разрушило эту простую картину. Вновь обнаруженные частицы, однако, во многих отношениях были близки к первым четырём известным частицам. Объединяющее их свойство заключается в том, что все они являются специфическими формами существования материи, не ассоциированной в ядра и атомы (иногда по этой причине их называют «субъядерными частицами»). Пока количество таких частиц было не очень велико, сохранялось убеждение, что они играют фундаментальную роль в строении материи, и их относили к категории Э. ч. Нарастание числа субъядерных частиц, выявление у многих из них сложного строения показало, что они, как правило, не обладают свойствами элементарности, но традиционное название «Э. ч.» за ними сохранилось.

  В соответствии со сложившейся практикой термин «Э. ч.» будет употребляться ниже в качестве общего назв. субъядерных частиц. В тех случаях, когда речь будет идти о частицах, претендующих на роль первичных элементов материи, при необходимости будет использоваться термин «истинно Э. ч.».

  Краткие исторические сведения. Открытие Э. ч. явилось закономерным результатом общих успехов в изучении строения вещества, достигнутых физикой в конце 19 в. Оно было подготовлено всесторонними исследованиями оптических спектров атомов, изучением электрических явлений в жидкостях и газах, открытием фотоэлектричества, рентгеновских лучей, естественной радиоактивности, свидетельствовавших о существовании сложной структуры материи.

  Исторически первой открытой Э. ч. был электрон — носитель отрицательного элементарного электрического заряда в атомах. В 1897 Дж. Дж. Томсон установил, что т. н. катодные лучи образованы потоком мельчайших частиц, которые были названы электронами. В 1911 Э. Резерфорд , пропуская альфа-частицы от естественного радиоактивного источника через тонкие фольги различных веществ, выяснил, что положительный заряд в атомах сосредоточен в компактных образованиях — ядрах, а в 1919 обнаружил среди частиц, выбитых из атомных ядер, протоны — частицы с единичным положительным зарядом и массой, в 1840 раз превышающей массу электрона. Другая частица, входящая в состав ядра, — нейтрон — была открыта в 1932 Дж. Чедвиком при исследованиях взаимодействия a-частиц с бериллием. Нейтрон имеет массу, близкую к массе протона, но не обладает электрическим зарядом. Открытием нейтрона завершилось выявление частиц — структурных элементов атомов и их ядер.

  Вывод о существовании частицы электромагнитного поля — фотона — берёт своё начало с работы М. Планка (1900). Предположив, что энергия электромагнитного излучения абсолютно чёрного тела квантованна, Планк получил правильную формулу для спектра излучения. Развивая идею Планка, А. Эйнштейн (1905) постулировал, что электромагнитное излучение (свет) в действительности является потоком отдельных квантов (фотонов), и на этой основе объяснил закономерности фотоэффекта . Прямые экспериментальные доказательства существования фотона были даны Р. Милликеном (1912— 1915) и А. Комптоном (1922; см. Комптона эффект ).

  Открытие нейтрино — частицы, почти не взаимодействующей с веществом, ведёт своё начало от теоретической догадки В. Паули (1930), позволившей за счёт предположения о рождении такой частицы устранить трудности с законом сохранения энергии в процессах бета-распада радиоактивных ядер. Экспериментально существование нейтрино было подтверждено лишь в 1953 (Ф. Райнес и К Коуэн, США).

  С 30-х и до начала 50-х гг. изучение Э. ч. было тесно связано с исследованием космических лучей . В 1932 в составе космических лучей К. Андерсоном был обнаружен позитрон (е+ ) — частица с массой электрона, но с положительным электрическим зарядом. Позитрон был первой открытой античастицей (см. ниже). Существование е+ непосредственно вытекало из релятивистской теории электрона, развитой П. Дираком (1928—31) незадолго до обнаружения позитрона. В 1936 американские физики К. Андерсон и С. Неддермейер обнаружили при исследовании осмических лучей мюоны (обоих знаков электрического заряда) — частицы с массой примерно в 200 масс электрона, а в остальном удивительно близкие по свойствам к е- , е+ .

  В 1947 также в космических лучах группой С. Пауэлла были открыты p+ и p- -мезоны с массой в 274 электронные массы, играющие важную роль во взаимодействии протонов с нейтронами в ядрах. Существование подобных частиц было предположено Х. Юкавой в 1935.

  Конец 40-х — начало 50-х гг. ознаменовались открытием большой группы частиц с необычными свойствами, получивших название «странных». Первые частицы этой группы К+ - и К- -мезоны, L-, S+ -, S- -, X- -гипероны были открыты в космических лучах, последующие открытия странных частиц были сделаны на ускорителях — установках, создающих интенсивные потоки быстрых протонов и электронов. При столкновении с веществом ускоренные протоны и электроны рождают новые Э. ч., которые и становятся предметом изучения.

  С начала 50-х гг. ускорители превратились в основной инструмент для исследования Э. ч. В 70-х гг. энергии частиц, разогнанных на ускорителях, составили десятки и сотни млрд. электронвольт (Гэв ). Стремление к увеличению энергий частиц обусловлено тем, что высокие энергии открывают возможность изучения строения материи на тем меньших расстояниях, чем выше энергия сталкивающихся частиц. Ускорители существенно увеличили темп получения новых данных и в короткий срок расширили и обогатили наше знание свойств микромира. Применение ускорителей для изучения странных частиц позволило более детально изучить их свойства, в частности особенности их распада, и вскоре привело к важному открытию: выяснению возможности изменения характеристик некоторых микропроцессов при операции зеркального отражения (см. Пространственная инверсия ) — т. н. нарушению пространств. чётности (1956). Ввод в строй протонных ускорителей с энергиями в миллиарды эв позволил открыть тяжёлые античастицы: антипротон (1955), антинейтрон (1956), антисигма-гипероны (1960). В 1964 был открыт самый тяжёлый гиперон W- (с массой около двух масс протона). В 1960-х гг. на ускорителях было открыто большое число крайне неустойчивых (по сравнению с др. нестабильными Э. ч.) частиц, получивших название «резонансов». Массы большинства резонансов превышают массу протона. Первый из них D1 (1232) был известен с 1953. Оказалось, что резонансы составляют основная часть Э. ч.

  В 1962 было выяснено, что существуют два разных нейтрино: электронное и мюонное. В 1964 в распадах нейтральных К-мезонов. было обнаружено несохранение т, н. комбинированной чётности (введённой Ли Цзун-дао и Ян Чжэнь-нином и независимо Л. Д. Ландау в 1956; см. Комбинированная инверсия ), означающее необходимость пересмотра привычных взглядов на поведение физических процессов при операции отражения времени (см. Теорема СРТ ).

  В 1974 были обнаружены массивные (в 3—4 протонные массы) и в то же время относительно устойчивые y-частицы, с временем жизни, необычно большим для резонансов. Они оказались тесно связанными с новым семейством Э. ч. — «очарованных», первые представители которого (D0 , D+ , Lс ) были открыты в 1976. В 1975 были получены первые сведения о существовании тяжёлого аналога электрона и мюона (тяжёлого лептона t). В 1977 были открыты ¡-частицы с массой порядка десятка протонных масс.

  Таким образом, за годы, прошедшие после открытия электрона, было выявлено огромное число разнообразных микрочастиц материи. Мир Э. ч. оказался достаточно сложно устроенным. Неожиданными во многих отношениях оказались свойства обнаруженных Э. ч. Для их описания, помимо характеристик, заимствованных из классической физики, таких, как электрический заряд, масса, момент количества движения, потребовалось ввести много новых специальных характеристик, в частности для описания странных Э. ч. — странность (К. Нишиджима , М. Гелл-Ман , 1953), «очарованных» Э. ч. — «очарование» (американские физики Дж. Бьёркен, Ш. Глэшоу, 1964); уже названия приведённых характеристик отражают необычность описываемых ими свойств Э. ч.

  Изучение внутреннего строения материи и свойств Э. ч. с первых своих шагов сопровождалось радикальным пересмотром многих устоявшихся понятий и представлений. Закономерности, управляющие поведением материи в малом, оказались настолько отличными от закономерностей классической механики и электродинамики, что потребовали для своего описания совершенно новых теоретических построений. Такими новыми фундаментальными построениями в теории явились частная (специальная) и общая теория относительности (А. Эйнштейн, 1905 и 1916; см. Относительности теория , Тяготение ) и квантовая механика (1924—27; Н. Бор , Л. де Бройль , В. Гейзенберг , Э. Шрёдингер , М. Борн ). Теория относительности и квантовая механика знаменовали собой подлинную революцию в науке о природе и заложили основы для описания явлений микромира. Однако для описания процессов, происходящих с Э. ч., квантовой механики оказалось недостаточно. Понадобился следующий шаг — квантование классических полей (т. н. квантование вторичное ) и разработка квантовой теории поля. Важнейшими этапами на пути её развития были: формулировка квантовой электродинамики (П. Дирак, 1929), квантовой теории b-распада (Э. Ферми, 1934), положившей начало современной теории слабых взаимодействий , квантовой мезодинамики (Юкава, 1935). Непосредственной предшественницей последней была т. н. b-теория ядерных сил (И. Е. Тамм , Д. Д. Иваненко , 1934; см. Сильные взаимодействия ). Этот период завершился созданием последовательного вычислительного аппарата квантовой электродинамики (С. Томонага , Р. Фейнман , Ю. Швингер ; 1944—49), основанного на использовании техники перенормировки (см. Квантовая теория поля ). Эта техника была обобщена впоследствии применительно к другим вариантам квантовой теории поля.

  Квантовая теория поля продолжает развиваться и совершенствоваться и является основой для описания взаимодействий Э. ч. У этой теории имеется ряд существенных успехов, и всё же она ещё очень далека от завершённости и не может претендовать на роль всеобъемлющей теории Э. ч. Происхождение многих свойств Э. ч. и природа присущих им взаимодействий в значительной мере остаются неясными. Возможно, понадобится ещё не одна перестройка всех представлений и гораздо более глубокое понимание взаимосвязи свойств микрочастиц и геометрических свойств пространства-времени, прежде чем теория Э. ч. будет построена.

  Основные свойства элементарных частиц. Классы взаимодействий. Все Э. ч. являются объектами исключительно малых масс и размеров. У большинства из них массы имеют порядок величины массы протона, равной 1,6×10-24 г (заметно меньше лишь масса электрона: 9×10-28 г ). Определённые из опыта размеры протона, нейтрона, p-мезона по порядку величины равны 10-13 см. Размеры электрона и мюона определить не удалось, известно лишь, что они меньше 10-15 см. Микроскопические массы и размеры Э. ч. лежат в основе квантовой специфики их поведения. Характерные длины волн, которые следует приписать Э. ч. в квантовой теории (, где  — постоянная Планка, m — масса частицы, с — скорость света) по порядку величин близки к типичным размерам, на которых осуществляется их взаимодействие (например, для p-мезона 1,4×10-13 см ). Это и приводит к тому, что квантовые закономерности являются определяющими для Э. ч.

  Наиболее важное квантовое свойство всех Э. ч. — их способность рождаться и уничтожаться (испускаться и поглощаться) при взаимодействии с др. частицами. В этом отношении они полностью аналогичны фотонам. Э. ч. — это специфические кванты материи, более точно — кванты соответствующих физических полей (см. ниже). Все процессы с Э. ч. протекают через последовательность актов их поглощения и испускания. Только на этой основе можно понять, например, процесс рождения p+ -мезона при столкновении двух протонов (р + р ® р + n+ p+ ) или процесс аннигиляции электрона и позитрона, когда взамен исчезнувших частиц возникают, например, два g-кванта (е+ +е- ® g + g). Но и процессы упругого рассеяния частиц, например е- +p ® е- + р, также связаны с поглощением начальных частиц и рождением конечных частиц. Распад нестабильных Э. ч. на более лёгкие частицы, сопровождаемый выделением энергии, отвечает той же закономерности и является процессом, в котором продукты распада рождаются в момент самого распада и до этого момента не существуют. В этом отношении распад Э. ч. подобен распаду возбуждённого атома на атом в основном состоянии и фотон. Примерами распадов Э. ч. могут служить: ; p+ ® m+ + v m ; К+ ® p+ + p0 (знаком «тильда» над символом частицы здесь и в дальнейшем помечены соответствующие античастицы).

  Различные процессы с Э. ч. заметно отличаются по интенсивности протекания. В соответствии с этим взаимодействия Э. ч. можно феноменологически разделить на несколько классов: сильные, электромагнитные и слабые взаимодействия. Все Э. ч. обладают, кроме того, гравитационным взаимодействием.

  Сильные взаимодействия выделяются как взаимодействия, которые порождают процессы, протекающие с наибольшей интенсивностью среди всех остальных процессов. Они приводят и к самой сильной связи Э. ч. Именно сильные взаимодействия обусловливают связь протонов и нейтронов в ядрах атомов и обеспечивают исключительную прочность этих образований, лежащую в основе стабильности вещества в земных условиях.

  Электромагнитные взаимодействия характеризуются как взаимодействия, в основе которых лежит связь с электромагнитным полем. Процессы, обусловленные ими, менее интенсивны, чем процессы сильных взаимодействий, а порождаемая ими связь Э. ч. заметно слабее. Электромагнитные взаимодействия, в частности, ответственны за связь атомных электронов с ядрами и связь атомов в молекулах.

  Слабые взаимодействия, как показывает само название, вызывают очень медленно протекающие процессы с Э. ч. Иллюстрацией их малой интенсивности может служить тот факт, что нейтрино, обладающие только слабыми взаимодействиями, беспрепятственно пронизывают, например, толщу Земли и Солнца. Слабые взаимодействия обусловливают также медленные распады т. н. квазистабильных Э. ч. Времена жизни этих частиц лежат в диапазоне 10-8 — 10-10 сек, тогда как типичные времена для сильных взаимодействий Э. ч. составляют 10-23 —10-24 сек.

  Гравитационные взаимодействия, хорошо известные по своим макроскопическим проявлениям, в случае Э. ч. на характерных расстояниях ~10-13 см дают чрезвычайно малые эффекты из-за малости масс Э. ч.

  Силу различных классов взаимодействий можно приближённо охарактеризовать безразмерными параметрами, связанными с квадратами констант соответствующих взаимодействий. Для сильных, электромагнитных, слабых и гравитационных взаимодействий протонов при средней энергии процесса ~1 Гэв эти параметры соотносятся как 1:10-2 : l0-10 :10-38 . Необходимость указания средней энергии процесса связана с тем, что для слабых взаимодействий безразмерный параметр зависит от энергии. Кроме того, сами интенсивности различных процессов по-разному зависят от энергии. Это приводит к тому, что относительная роль различных взаимодействий, вообще говоря, меняется с ростом энергии взаимодействующих частиц, так что разделение взаимодействий на классы, основанное на сравнении интенсивностей процессов, надёжно осуществляется при не слишком высоких энергиях. Разные классы взаимодействий имеют, однако, и другую специфику, связанную с различными свойствами их симметрии (см. Симметрия в физике), которая способствует их разделению и при более высоких энергиях. Сохранится ли такое деление взаимодействий на классы в пределе самых больших энергий, пока остаётся неясным.

  В зависимости от участия в тех или иных видах взаимодействий все изученные Э. ч., за исключением фотона, разбиваются на две основные группы: адроны (от греческого hadros — большой, сильный) и лептоны (от греческого leptos — мелкий, тонкий, лёгкий). Адроны характеризуются прежде всего тем, что они обладают сильными взаимодействиями, наряду с электромагнитными и слабыми, тогда как лептоны участвуют только в электромагнитных и слабых взаимодействиях. (Наличие общих для той и другой группы гравитационных взаимодействий подразумевается.) Массы адронов по порядку величины близки к массе протона (т р ); минимальную массу среди адронов имеет p-мезон: т p »м 1/7×т р . Массы лептонов, известных до 1975—76, были невелики (0,1 m p ), однако новейшие данные, видимо, указывают на возможность существования тяжёлых лептонов с такими же массами, как у адронов. Первыми исследованными представителями адронов были протон и нейтрон, лептонов — электрон. Фотон, обладающий только электромагнитными взаимодействиями, не может быть отнесён ни к адронам, ни к лептонам и должен быть выделен в отд. группу. По развиваемым в 70-х гг. представлениям фотон (частица с нулевой массой покоя) входит в одну группу с очень массивными частицами — т. н. промежуточными векторными бозонами, ответственными за слабые взаимодействия и пока на опыте не наблюдавшимися (см. раздел Элементарные частицы и квантовая теория поля).

  Характеристики элементарных частиц. Каждая Э. ч., наряду со спецификой присущих ей взаимодействий, описывается набором дискретных значений определённых физических величин, или своими характеристиками. В ряде случаев эти дискретные значения выражаются через целые или дробные числа и некоторый общий множитель — единицу измерения; об этих числах говорят как о квантовых числах Э. ч. и задают только их, опуская единицы измерения.

  Общими характеристиками всех Э. ч. являются масса (m ), время жизни (t), спин (J ) и электрический заряд (Q ). Пока нет достаточного понимания того, по какому закону распределены массы Э. ч. и существует ли для них какая-то единица измерения.

  В зависимости от времени жизни Э. ч. делятся на стабильные, квазистабильные и нестабильные (резонансы). Стабильными, в пределах точности современных измерений, являются электрон (t > 5×1021 лет), протон (t > 2×1030 лет), фотон и нейтрино. К квазистабильным относят частицы, распадающиеся за счёт электромагнитных и слабых взаимодействий. Их времена жизни > 10-20 сек (для свободного нейтрона даже ~ 1000 сек ). Резонансами называются Э. ч., распадающиеся за счёт сильных взаимодействий. Их характерные времена жизни 10-23 —10-24 сек. В некоторых случаях распад тяжёлых резонансов (с массой ³ 3 Гэв ) за счёт сильных взаимодействий оказывается подавленным и время жизни увеличивается до значений — ~10-20 сек.

  Спин Э. ч. является целым или полуцелым кратным от величины . В этих единицах спин p- и К-мезонов равен 0, у протона, нейтрона и электрона J= 1/2, у фотона J = 1. Существуют частицы и с более высоким спином. Величина спина Э. ч. определяет поведение ансамбля одинаковых (тождественных) частиц, или их статистику (В. Паули , 1940). Частицы полуцелого спина подчиняются Ферми — Дирака статистике (отсюда название фермионы ), которая требует антисимметрии волновой функции системы относительно перестановки пары частиц (или нечётного числа пар) и, следовательно, «запрещает» двум частицам полуцелого спина находиться в одинаковом состоянии (Паули принцип ). Частицы целого спина подчиняются Бозе — Эйнштейна статистике (отсюда название бозоны ), которая требует симметрии волновой функции относительно перестановок частиц и допускает нахождение любого числа частиц в одном и том же состоянии. Статистические свойства Э. ч. оказываются существенными в тех случаях, когда при рождении или распаде образуется несколько одинаковых частиц. Статистика Ферми — Дирака играет также исключительно важную роль в структуре ядер и определяет закономерности заполнения электронами атомных оболочек, лежащие в основе периодической системы элементов Д. И. Менделеева .

  Электрические заряды изученных Э. ч. являются целыми кратными от величины е » 1,6×10-19 к, называются элементарным электрическим зарядом. У известных Э. ч. Q = 0, ±1, ±2.

  Помимо указанных величин Э. ч. дополнительно характеризуются ещё рядом квантовых чисел, называются внутренними. Лептоны несут специфический лептонный заряд L двух типов: электронный (L e ) и мюонный (L m ); L e = +1 для электрона и электронного нейтрино, L m = +1 для отрицательного мюона и мюонного нейтрино. Тяжёлый лептон t; и связанное с ним нейтрино, по-видимому, являются носителями нового типа лептонного заряда L t .

  Для адронов L = 0, и это ещё одно проявление их отличия от лептонов. В свою очередь, значительные части адронов следует приписать особый барионный заряд В (|Е| = 1). Адроны с В = +1 образуют подгруппу барионов (сюда входят протон, нейтрон, гипероны, барионные резонансы), а адроны с В = 0 — подгруппу мезонов (p- и К-мезоны, бозонные резонансы). Название подгрупп адронов происходит от греческих слов barýs — тяжёлый и mésos — средний, что на начальном этапе исследований Э. ч. отражало сравнительные величины масс известных тогда барионов и мезонов. Более поздние данные показали, что массы барионов и мезонов сопоставимы. Для лептонов В = 0. Для фотона В = 0 и L = 0.

  Барионы и мезоны подразделяются на уже упоминавшиеся совокупности: обычных (нестранных) частиц (протон, нейтрон, p-мезоны), странных частиц (гипероны, К-мезоны) и очарованных частиц. Этому разделению отвечает наличие у адронов особых квантовых чисел: странности S и очарования (английское charm) Ch с допустимыми значениями: 151 = 0, 1, 2, 3 и |Ch | = 0, 1, 2, 3. Для обычных частиц S = 0 и Ch = 0, для странных частиц |S | ¹ 0, Ch = 0, для очарованных частиц |Ch | ¹ 0, а |S | = 0, 1, 2. Вместо странности часто используется квантовое число гиперзаряд Y = S + В, имеющее, по-видимому, более фундаментальное значение.

  Уже первые исследования с обычными адронами выявили наличие среди них семейств частиц, близких по массе, с очень сходными свойствами по отношению к сильным взаимодействиям, но с различными значениями электрического заряда. Протон и нейтрон (нуклоны) были первым примером такого семейства. Позднее аналогичные семейства были обнаружены среди странных и (в 1976) среди очарованных адронов. Общность свойств частиц, входящих в такие семейства, является отражением существования у них одинакового значения специального квантового числа — изотопического спина I, принимающего, как и обычный спин, целые и полуцелые значения. Сами семейства обычно называются изотопическими мультиплетами. Число частиц в мультиплете (п ) связано с I соотношением: n = 2I + 1. Частицы одного изотопического мультиплета отличаются друг от друга значением «проекции» изотопического спина I 3 , и соответствующие значения Q даются выражением:

  Важной характеристикой адронов является также внутренняя чётность Р, связанная с операцией пространств, инверсии: Р принимает значения ±1.

  Для всех Э. ч. с ненулевыми значениями хотя бы одного из зарядов О, L, В, Y (S ) и очарования Ch существуют античастицы с теми же значениями массы т, времени жизни t, спина J и для адронов изотопического спина 1, но с противоположными знаками всех зарядов и для барионов с противоположным знаком внутренней чётности Р. Частицы, не имеющие античастиц, называются абсолютно (истинно) нейтральными. Абсолютно нейтральные адроны обладают специальным квантовым числом — зарядовой чётностью (т. е. чётностью по отношению к операции зарядового сопряжения ) С со значениями ±1; примерами таких частиц могут служить фотон и p0 .

  Квантовые числа Э. ч. разделяются на точные (т. е. такие, которые связаны с физическими величинами, сохраняющимися во всех процессах) и неточные (для которых соответствующие физические величины в части процессов не сохраняются). Спин J связан со строгим законом сохранения момента количества движения и потому является точным квантовым числом. Другие точные квантовые числа: Q, L, В; по современным данным, они сохраняются при всех превращениях Э. ч. Стабильность протона есть непосредственное выражение сохранения В (нет, например, распада р ® е + + g). Однако большинство квантовых чисел адронов неточные. Изотопический спин, сохраняясь в сильных взаимодействиях, не сохраняется в электромагнитных и слабых взаимодействиях. Странность и очарование сохраняются в сильных и электромагнитных взаимодействиях, но не сохраняются в слабых взаимодействиях. Слабые взаимодействия изменяют также внутреннюю и зарядовую чётности. С гораздо большей степенью точности сохраняется комбинированная чётность СР, однако и она нарушается в некоторых процессах, обусловленных слабыми взаимодействиями. Причины, вызывающие несохранение многих квантовых чисел адронов, неясны и, по-видимому, связаны как с природой этих квантовых чисел, так и с глубинной структурой электромагнитных и слабых взаимодействий. Сохранение или несохранение тех или иных квантовых чисел — одно из существенных проявлений различий классов взаимодействий Э. ч.

  Табл. 1. — Основные элементарные частицы и их характеристики

Частица Античастица Масса, Мэв J P I , Y , Ch Время жизни, сек , ширина, Мэв (*) Фотон g 0 1- — стабилен Лептоны e- e+ 0,511003(1) ½ — стабильны n ñe 0(<3 ×10- 5 ) ½ — стабильны m- m+ 105,6595(3) ½ — 2,19713(7)×10- 6 n ñm 0(<0,4) ½ — стабильны t- t+ 1900(100) ½ — ? n ñt <600 ½ — ? Мезоны (В=0) p+ p- 0- ö 1,0,0 2,603(2)×10- 8 p0 0,83(6)×10- 16 * r+ r0 r- 773(3) 1- 152(3) * B+ B0 B- 1230(10) 1+ 125(10) * 1310(5) 2+ ý 102(5) * r’+ r’0 r’- 1600 1- ~400 * g+ g0 g- 1690(20) 3- 180(30) * S+ S0 S- 1940 4+ ø 54 h 548,8(6) 0- ö 0,0,0 7(1)×10- 19 * w 782,7(3) 1- 10,0(4) * h’ 957,6(3) 0- <1 * j 1019,7(3) 1- 4,1(2) * f 1270(5) 2+ 180(20) * f’ 1516(3) 2+ 40(10) * w’ 1667(10) 3- 140(10) * h 2020(25) 4+ ý 180(50) * hc 2820(20) 0- ? ? * y 3095(4) 1- 0,069(15) * y’ 3684(5) 1- 0,228(56) * y’’ 3772(6) 1- 28(5) * y’’’ 4414(7) 1- 33(10) * ¡ 9410(10) 1- ? ? * ¡’ 10060(30) 1- ? ø ? 493,71(4) 0 ö ½,1,0 1,237(3)×10- 8 497,7(1) * 892,2(5) 1 ý 50(1) * 1242(10) 1 127(25) * 1421(3) 2 100(10) * 1765(10) ? ø 140(50) * 1868,4(9) 0- ö ½,-⅓,1 ? 1863,3(9) 0- ý ? * 2009(1) 1- ? * 2006(1,5) 1- ø ? Барионы (ïВ÷=1) p p̃ ½+ ö ½,1,0 стабильны n ñ 918(14) * 1470 ½+ ~200 * 1520 3 ∕2 - ý ~125 * 1688 5 ∕2 + ~140 * 2190 7 ∕2 - ~250 * 2220 9 ∕2 + ø ~300 * 1232 3 ∕2 + ö 3 ∕2 ,1,0 ~110 * 1650 ½- ý ~140 * 1890 5 ∕2 + ~250 * 1950 7 ∕2 + ø ~220 * L L̃ 1115,60(5) ½+ 0,0,0 2,58(2)×10- 10 * L1 L̃1 1405(5) ½- 40(10) * L2 L̃2 1518(2) 3 ∕2 - 16(2) * L3 L̃3 1820(5) 5 ∕2 + 85 * L4 L̃4 2100 7 ∕2 - 250 S+ S̃+ ö 1,0,0 0,800(6)×10- 10 S0 S̃0 ½+ <1×10- 14 S- S̃- 1,482(17) 10- 10 * S*+ S*0 S*- S̃*+ S̃*0 S̃*- 1383(1) 3 ∕2 + ý 35(2) * 1670(10) 3 ∕2 - ~50 * 1765(5) 5 ∕2 - ~120 * 2030 7 ∕2 + ø ~180 X0 X̃0 ö ½,—1,0 2,96(12) 10- 10 X- X̃- ½+ 1,65(2) 10- 10 * X*0 X*- X̃*0 X̃*- 1531,8(3) 3 ∕2 + ý 9,1(5) * X 1820 ? ø ~60 W- W̃- 1672,2(4) 3 ∕2 + 0,—2,0 1,3(2) 10- 10 2260(10) ½? 0,—2 ∕3 ,1 <75? 2450 ½? 1,—2 ∕3 ,1 ?

  В табл. 1 приведены наиболее хорошо изученные Э. ч. из групп лептонов и адронов и их квантовые числа. В специальную группу выделен фотон. Раздельно даны частицы и античастицы (изменение Р у антибарионов не указано). Абсолютно нейтральные частицы помещены посередине первой колонки. Слева значком * помечены резонансы, для которых вместо т приведена более удобная величина — ширина резонанса . Члены одного изотопического мультиплета расположены в одной строке, иногда с небольшим смещением (в тех случаях, когда даются характеристики каждого члена мультиплета).

  Как следует из табл. 1, лептоны представлены сравнительно небольшим числом частиц: электроном, мюоном, t-лептоном и соответствующими им нейтрино. Массы v e и v m очень малы, но равны ли они в точности нулю, предстоит решить будущим экспериментам; информация о массе v t пока ограничена.

  Основную часть Э. ч. составляют адроны. Увеличение числа Э. ч. в 60—70-х гг. происходило исключительно за счёт расширения данной группы. Адроны в своём большинстве представлены резонансами; наблюдается тенденция к росту спина по мере роста массы резонансов, которая хорошо прослеживается на различных группах мезонов и барионов с заданными J и Y и Ch. Следует также отметить, что странные частицы (особенно квазистабильные) несколько тяжелее обычных (нестранных) частиц, а очарованные частицы тяжелее странных.

  Классификация элементарных частиц.

  Унитарная симметрия. Классификация лептонов пока не представляет проблем, большое же число адронов, известных уже в начале 50-х гг., явилось основанием для поиска закономерностей в распределении масс и квантовых чисел барионов и мезонов, которые могли бы составить основу их классификации. Выделение изотопических мультиплетов адронов было первым шагом на этом пути. С математической точки зрения группировка адронов в изотопические мультиплеты отражает наличие у них симметрии, связанной с группой вращения (см. Группа ), более формально, с группой SU (2) — группой унитарных преобразований в комплексном двумерном пространстве. Предполагается, что эти преобразования действуют в некотором специфическом внутреннем пространстве — «изотопическом пространстве», отличном от обычного. Существование изотопического пространства проявляется только в наблюдаемых свойствах симметрии. На математическом языке изотопические мультиплеты суть неприводимые представления группы симметрии SU (2).

  Концепция симметрии как фактора, определяющего существование различных групп и семейств Э. ч., в современной теории является доминирующей при классификации адронов и других Э. ч. Предполагается, что внутренние квантовые числа Э. ч., позволяющие выделять те или иные группы частиц, связаны со специальными типами симметрий, возникающими за счёт свободы преобразований в особых «внутренних» пространствах. Отсюда и происходит название «внутренние квантовые числа».

  Внимательное рассмотрение показывает, что странные и обычные адроны в совокупности образуют более широкие объединения частиц с близкими свойствами, чем изотопические мультиплеты. Они называются супермультиплетами. Число частиц, входящих в наблюдаемые супермультиплеты, равно 8 и 10. С точки зрения симметрий возникновение супермультиплетов истолковывается как проявление существования у адронов группы симметрии более широкой, чем группа SU (2), а именно: SU (3) — группы унитарных преобразований в трёхмерном комплексном пространстве (М. Гелл-Ман и независимо Ю. Нееман, 1961). Соответствующая симметрия получила назв. унитарной симметрии. Группа SU (3) имеет, в частности, неприводимые представления с числом компонент 8 и 10, отвечающие наблюдаемым супермультиплетам: октету и декуплету. Примерами могут служить следующие группы частиц с одинаковыми значениями J P :

Общими для всех частиц в супермультиплете являются значения двух величин, которые по математической природе близки к изотопическому спину и поэтому часто называются унитарным спином. Для октета значения связанных с этими величинами квантовых чисел равны (1, 1), для декуплета — (3, 0).

  Унитарная симметрия менее точная, чем изотопическая симметрия. В соответствии с этим различие в массах частиц, входящих в октеты и декуплеты, довольно значительно. По этой же причине разбиение адронов на супермультиплеты сравнительно просто осуществляется для Э. ч. не очень высоких масс. При больших массах, когда имеется много различных частиц с близкими массами, это разбиение осуществляется менее надёжно. Однако в свойствах Э. ч. имеется много разнообразных проявлений унитарной симметрии.

  Включение в систематику Э. ч. очарованных адронов позволяет говорить о сверхсупермультиплетах и о существовании ещё более широкой симметрии, связанной с унитарной группой SU (4). Примеры до конца заполненных сверхсупермультиплетов пока отсутствуют. SU (4)-симметрия нарушена ещё сильнее, чем SU (3)-симметрия, и её проявления выражены слабее.

  Обнаружение у адронов свойств симметрии, связанных с унитарными группами, и закономерностей разбиения на мультиплеты, отвечающих строго определённым представлениям указанных групп, явилось основой для вывода о существовании у адронов особых структурных элементов — кварков.

  Кварковая модель адронов. Развитие работ по классификации адронов с первых своих шагов сопровождалось попытками выделить среди них частицы более фундаментальные, чем остальные, которые могли бы стать основой для построения всех адронов. Начало этой линии исследования было положено Э. Ферми и Ян Чжэнь-нином (1949), которые предположили, что такими фундаментальными частицами являются нуклон (N) и антинуклон (), a p-мезоны есть их связанные состояния (). При дальнейшем развитии этой идеи в число фундаментальных частиц были включены также странные барионы (М. А. Марков , 1955; японский физик С. Саката, 1956; Л. Б. Окунь , 1957). Модели, построенные на этой основе, хорошо описывали мезонные мультиплеты, но не давали правильного описания мультиплетов барионов. Важнейший элемент данных моделей — использование для «построения» адронов небольшого числа фермионов — органически вошёл в модель, которая наиболее успешно решает задачу описания всех адронов, — кварковую модель (австрийский физик Г. Цвейг и независимо М. Гелл-Ман, 1964).

  В первоначальном варианте в основу модели было положено предположение, что все известные адроны построены из трёх типов частиц спина 1 /2 , названных р-, n-, l-кварками, не принадлежащих к числу наблюдавшихся адронов и обладающих весьма необычными свойствами. Название «кварки» заимствовано из романа Дж. Джойса (см. Кварки ). Современный вариант модели предполагает существование как минимум четырёх типов кварков. Четвёртый кварк необходим для описания очарованных адронов.

  Идея кварков подсказана унитарной симметрией. Математическая структура унитарных групп открывает возможность описания всех представлений группы SU (n ) (и, следовательно, всех мультиплетов адронов) на основе самого простого представления группы, содержащего n компонент. В случае группы SU (3) таких компонент три. Необходимо только допустить наличие частиц, связанных с этим простейшим представлением. Эти частицы и есть кварки. Кварковый состав мезонов и барионов был выведен из того факта, что супермультиплеты мезонов содержат, как правило, 8 частиц, а барионов — 8 и 10 частиц. Эта закономерность легко воспроизводится, если предположить, что мезоны составлены из кварка q и антикварка  — символически: , а барионы из трёх кварков — символически: В = (qqq ). В силу свойств группы SU (3) 9 мезонов разбиваются на супермультиплеты из 1 и 8 частиц, а 27 барионов — на супермультиплеты, содержащие 1, 10 и дважды по 8 частиц, что и объясняет наблюдаемую выделенность октетов и декуплетов.

  Добавление к схеме четвёртого кварка (и, если окажется необходимым, новых дополнительных кварков) осуществляется при сохранении основного предположения кварковой модели о строении адронов:

В = (qqq ).

  Все экспериментальные данные хорошо соответствуют приведённому кварковому составу адронов. Имеются, видимо, лишь небольшие отклонения от этой структуры, которые не влияют существенным образом на свойства адронов.

  Указанная структура адронов и математические свойства кварков, как объектов, связанных с определённым (простейшим) представлением группы SU (4), приводят к след. квантовым числам кварков (табл. 2). Обращают внимание необычные — дробные — значения электрического заряда Q , а также В, S и Y , не встречающиеся ни у одной из наблюдавшихся Э. ч. С индексом a у каждого типа кварка qi (i = 1, 2, 3, 4) связана особая характеристика кварков — «цвет», которой нет у изученных адронов. Индекс a принимает значения 1, 2, 3, т, е. каждый тип кварка qi представлен тремя разновидностями qi a (Н. Н. Боголюбов с сотрудниками, 1965; американские физики И. Намбу и М. Хан, 1965; японский физик И. Миямото, 1965). Квантовые числа каждого типа кварка не меняются при изменении «цвета» и поэтому табл. 2 относится к кваркам любого «цвета».

  Табл. 2. — Характеристики кварков

Кварк Символ J I I3 S B Y Ch Q q1 a pa 1 /2 1 /2 + 1 /2 0 1 /3 1 /3 0 2 /3 q2 a na 1 /2 1 /2 - 1 /2 0 1 /3 1 /3 0 -1 /3 q3 a la 1 /2 0 0 -1 1 /3 -2 /3 0 -1 /3 q4 a ca 1 /2 0 0 - 1 /3 1 /3 0 1 2 /3

  Необходимость введения «цвета» вытекает из требования антисимметрии волновой функции системы кварков, образующих барионы. Кварки, как частицы со спином 1 /2 , должны подчиняться статистике Ферми — Дирака.

  Между тем имеются барионы, составленные из трёх одинаковых кварков, с одинаковой ориентацией спинов: D++ (p ­ р ­ р ­ ), W+ (l ­ l ­ l ­ ), которые явно симметричны относительно перестановок кварков, если последние не обладают дополнительной степенью свободы. Такой дополнительной степенью свободы и является «цвет». С учётом «цвета» требуемая антисимметрия легко восстанавливается. Уточнённые формулы структурного состава мезонов и барионов выглядят при этом следующим образом:

,

  где ea b g — полностью антисимметричный тензор (,  — нормировочные множители). Важно отметить, что ни мезоны, ни барионы не несут цветовых индексов (лишены цвета) и являются, как иногда говорят, «белыми» частицами.

  В табл. 2 не приведены массы кварков. Это связано с тем, что кварки пока выступают лишь как составные части адронов, — в свободном состоянии они не наблюдались, поэтому прямых данных о массах кварков нет. На основании величин масс различных связанных состояний кварков (обычные, странные, очарованные адроны) можно только заключить, что mp ~ mn < m l << mc .

  Всё многообразие адронов возникает за счёт различных сочетаний р -, п-, g- и с -кварков, образующих связанные состояния. Обычным адронам соответствуют связанные состояния, построенные только из р- и n -кварков [для мезонов с возможным участием комбинаций  и ]. Наличие в связанном состоянии наряду с р - и n -кварками одного g- или с -кварка означает, что соответствующий адрон странный (S = —1) или очарованный (Ch = + 1). В состав бариона может входить два и три g -кварка (соответственно с -кварка), т. е. возможны дважды и трижды странные (очарованные) барионы. Допустимы также сочетания различного числа g- и с- кварков (особенно в барионах), которые соответствуют «гибридным» формам адронов («странно-очарованным»). Очевидно, что чем больше g- или с -кварков содержит адрон, тем он тяжелее. Если сравнивать основные (не возбуждённые) состояния адронов, именно такая картина и наблюдается (см. табл. 1, а также табл. 3 и 5).

  Поскольку спин кварков равен 1 /2 , приведённая выше кварковая структура адронов имеет своим следствием целочисленный спин у мезонов и полуцелый — у барионов, в полном соответствии с экспериментом. При этом в состояниях, отвечающих орбитальному моменту l = 0, в частности в основных состояниях, значения спина мезонов должны равняться 0 или 1 (для антипараллельной ­ ¯ и параллельной ­­ ориентации спинов кварков), а спина барионов — 1 /2 или 3 /2 (для спиновых конфигураций ¯ ­­ и ­­­ ). С учётом того, что внутренняя чётность системы кварк-антикварк отрицательна, значения JP для мезонов при l = 0 равны 0- и 1- , для барионов — 1 /2 + и 3 /2 + . Именно эти значения JP наблюдаются у адронов, имеющих наименьшую массу при заданных значениях I и Y (см. табл. 1).

  Поскольку индексы i, k, l в структурных формулах пробегают значения 1, 2, 3, 4, число мезонов Mik с заданным спином должно быть равно 16. Для барионов Bikl максимально возможное число состояний при заданном спине (64) не реализуется, т. к. в силу принципа Паули при данном полном спине разрешены только такие трёхкварковые состояния, которые обладают вполне определённой симметрией относительно перестановок индексов i, k, 1, а именно: полностью симметричные для спина 3 /2 и смешанной симметрии для спина 1 /2 . Это условие при l = 0 отбирает 20 барионных состояний для спина 3 /2 и 20 — для спина 1 /2 .

  Более подробное рассмотрение показывает, что значение кваркового состава и свойств симметрии кварковой системы даёт возможность определить все основные квантовые числа адрона (J, Р, В, Q, I, Y, Ch ), за исключением массы; определение массы требует знания динамики взаимодействия кварков и массы кварков, которое пока отсутствует.

  Табл. 3. — Кварковый состав мезонов с J P = 0— (­¯)

Частица Состав Частица Состав p+ pñ h’ p0 hc cc̃ p- p̃n F+ c l̃ h F- c̃ l K+ p l̃ D̃0 pc̃ K0 n l̃ D- nc̃ K- p ̃l D0 p̃c K̃0 ñ l D+ ñc

  Табл. 4. — Кварковый состав мезонов с J P = 1— (­­)

Частица Состав Частица Состав r+ pñ j ll̃ r0 y cc̃ r - p̃n F*+ c l̃ w F*- c̃ l K*+ p l̃ D̃*0 pc̃ K*0 n l̃ D*- nc̃ K*- p ̃l D*0 p̃c K̃*0 ñ l D*+ ñc

  В качестве иллюстрации в табл. 3 и 4, 5 и 6 приведён вытекающий из описанных представлений кварковый состав мезонов 0- и 1- и барионов 1 /2 + и 3 /2 + и его соответствие известным частицам (символы наблюдавшихся частиц подчёркнуты). Всюду в таблицах предполагается необходимое суммирование по цветам кварков. Как следует из таблиц, все обычные и странные адроны, которые должны существовать при заданной кварковой структуре, наблюдались экспериментально. Пока нет полных данных для адронов с Ch ¹ 0, однако изученные частицы полностью соответствуют указанной картине.

  Правильно передавая специфику адронов с наименьшими массами и спинами при заданных значениях Y и Ch, кварковая модель естественным образом объясняет также общее большое число адронов и преобладание среди них резонансов. Многочисленность адронов — отражение их сложного строения и возможности существования различных возбуждённых состояний кварковых систем. Не исключено, что число таких возбуждённых состояний неограниченно велико. Все возбуждённые состояния кварковых систем неустойчивы относительно быстрых переходов за счёт сильных взаимодействий в нижележащие состояния. Они и образуют основную часть резонансов. Небольшую долю резонансов составляют также кварковые системы с параллельной ориентацией спинов (за исключением W- ). Кварковые конфигурации с антипараллельной ориентацией спинов, относящиеся к осн. состояниям, образуют квазистабильные адроны и стабильный протон.

  Возбуждения кварковых систем происходят как за счёт изменения вращательного движения кварков (орбитальные возбуждения), так и за счёт изменения их пространств. расположения (радиальные возбуждения). В первом случае рост массы системы сопровождается изменением суммарного спина J и чётности Р системы, во втором случае увеличение массы происходит без изменения JP . Например, мезоны с JP = 2+ являются первым орбитальным возбуждением (l = 1) мезонов с JP = 1- . Соответствие 2+ мезонов и 1- мезонов одинаковых кварковых структур хорошо прослеживается на примере многих пар частиц:

  Мезоны r' и y' — примеры радиальных возбуждений r- и y-мезонов соответственно (см. табл. 1).

  Орбитальные и радиальные возбуждения порождают последовательности резонансов, отвечающие одной и той же исходной кварковой структуре. Отсутствие надёжных сведений о взаимодействии кварков не позволяет пока производить количественные расчеты спектров возбуждений и делать какие-либо заключения о возможном числе таких возбуждённых состояний.

  При формулировке кварковой модели кварки рассматривались как гипотетические структурные элементы, открывающие возможность очень удобного описания адронов. В дальнейшем были проведены эксперименты, которые позволяют говорить о кварках как о реальных материальных образованиях внутри адронов. Первыми были эксперименты по рассеянию электронов нуклонами на очень большие углы. Эти эксперименты (1968), напоминающие классические опыты Резерфорда по рассеянию a-частиц на атомах, выявили наличие внутри нуклона точечных заряженных образований. Сравнение данных этих экспериментов с аналогичными данными по рассеянию нейтрино на нуклонах (1973—75) позволило сделать заключение о средней величине квадрата электрического заряда этих точечных образований. Результат оказался удивительно близким к величине 1 /2 [(2 /3 e )2 +(1 /3 e )2 ]. Изучение процесса рождения адронов при аннигиляции электрона и позитрона, который предположительно идёт через последовательность процессов:  ® адроны, указало на наличие двух групп адронов, генетически связанных с каждым из образующихся кварков, и позволило определить спин кварков. Он оказался равным 1/2. Общее число рожденных в этом процессе адронов свидетельствует также о том, что в промежуточном состоянии возникают кварки трёх разновидностей, т. е. кварки трёхцветны.

  Табл. 5. — Кварковый состав барионов с J P = ½+ (­­¯)

Частица Состав Частица Состав p ppn nnc n pnn [pn ]c L0 [pn ]l {p l}c S+ pp l {n l}c S0 {pn }l [p l]c S- nn l [n l]c X0 p ll llc X- n ll pcc Ppc ncc {pn }c lcc

  Табл. 6. — Кварковый состав барионов с J P = 3 ∕2

Частица Состав Частица Состав D++ {ppp } {ppc } D+ {ppn } {pnc } D0 {pnn } {nnc } D- {nnn } {p lc } S* + {pp l} {n lc } S* 0 {pn l} {llc } S* - {nn l} {pcc } X* 0 {p ll} {ncc } X* {nll} {lcc } W- {lll} {ccc }

  Т. о., квантовые числа кварков, введённые на основании теоретических соображений, получили подтверждение в ряде экспериментов. Кварки постепенно приобретают статус новых Э. ч. Если дальнейшие исследования подтвердят это заключение, то кварки являются серьёзными претендентами на роль истинно Э. ч. для адронной формы материи. До длин ~ 10-15 см кварки выступают как точечные бесструктурные образования. Число известных видов кварков невелико. В дальнейшем оно может, конечно, измениться: нельзя поручиться за то, что при более высоких энергиях не будут обнаружены адроны с новыми квантовыми числами, обязанные своим существованием новым типам кварков. Обнаружение Y -мезонов подтверждает эту точку зрения. Но вполне возможно, что увеличение числа кварков будет небольшим, что общие принципы накладывают ограничения на полное число кварков, хотя эти ограничения пока неизвестны. Бесструктурность кварков также, возможно, отражает лишь достигнутый уровень исследования этих материальных образований. Однако ряд специфических особенностей кварков даёт некоторые основания предполагать, что кварки являются частицами, замыкающими цепь структурных составляющих материи.

  От всех других Э. ч. кварки отличаются тем, что в свободном состоянии они пока не наблюдались, хотя имеются свидетельства их существования в связанном состоянии. Одной из причин ненаблюдения кварков может быть их очень большая масса, что препятствует их рождению при энергиях современных ускорителей. Не исключено, однако, что кварки принципиально, в силу специфики их взаимодействия, не могут находиться в свободном состоянии. Существуют доводы теоретического и экспериментального характера в пользу того, что силы, действующие между кварками, не ослабляются с расстоянием. Это означает, что для отделения кварков друг от друга требуется бесконечно большая энергия, или, иначе, возникновение кварков в свободном состоянии невозможно. Невозможность выделить кварки в свободном состоянии делает их совершенно новым типом структурных единиц вещества. Неясно, например, можно ли ставить вопрос о составных частях кварков, если сами кварки нельзя наблюдать в свободном состоянии. Возможно, что в этих условиях части кварков физически вообще не проявляются и поэтому кварки выступают как последняя ступень дробления адронной материи.

  Элементарные частицы и квантовая теория поля. Для описания свойств и взаимодействий Э. ч. в современной теории существенное значение имеет понятие физ. поля, которое ставится в соответствие каждой частице. Поле есть специфическая форма материи; оно описывается функцией, задаваемой во всех точках (х ) пространства-времени и обладающей определёнными трансформационными свойствами по отношению к преобразованиям группы Лоренца (скаляр , спинор , вектор и т. д.) и групп «внутренних» симметрий (изотопический скаляр, изотопический спинор и т. д.). Электромагнитное поле, обладающее свойствами четырёхмерного вектора А m (х ) (m = 1, 2, 3, 4), — исторически первый пример физического поля. Поля, сопоставляемые с Э. ч., имеют квантовую природу, т. е. их энергия и импульс слагаются из множества отд. порций — квантов, причём энергия Ek и импульс pk кванта связаны соотношением специальной теории относительности: Ek 2 = pk 2 c2 + m 2 c 2 . Каждый такой квант и есть Э. ч. с заданной энергией Ek , импульсом pk и массой т. Квантами электромагнитного поля являются фотоны, кванты других полей соответствуют всем остальным известным Э. ч. Поле, т. о., есть физическое отражение существования бесконечной совокупности частиц — квантов. Специальный математический аппарат квантовой теории поля позволяет описать рождение и уничтожение частицы в каждой точке х.

  Трансформационные свойства поля определяют все квантовые числа Э. ч. Трансформационные свойства по отношению к преобразованиям пространства-времени (группе Лоренца) задают спин частиц. Так, скаляру соответствует спин 0, спинору — спин 1 /2 , вектору — спин 1 и т. д. Существование таких квантовых чисел, как L, В, 1, Y , Ch и для кварков и глюонов «цвет», следует из трансформационных свойств полей по отношению к преобразованиям «внутренних пространств» («зарядового пространства», «изотопического пространства», «унитарного пространства» и т. д.). Существование «цвета» у кварков, в частности, связывается с особым «цветным» унитарным пространством. Введение «внутренних пространств» в аппарате теории — пока чисто формальный приём, который, однако, может служить указанием на то, что размерность физического пространства-времени, отражающаяся в свойствах Э. ч., реально больше четырёх — размерности пространства-времени, характерной для всех макроскопических физических процессов. Масса Э. ч. не связана непосредственно с трансформационными свойствами полей; это дополнительная их характеристика.

  Для описания процессов, происходящих с Э. ч., необходимо знать, как различные физические поля связаны друг с другом, т. е. знать динамику полей. В современном аппарате квантовой теории поля сведения о динамике полей заключены в особой величине, выражающейся через поля — лагранжиане (точнее, плотности лагранжиана) L. Знание L позволяет в принципе рассчитывать вероятности переходов от одной совокупности частиц к другой под влиянием различных взаимодействий. Эти вероятности даются т. н. матрицей рассеяния (В. Гейзенберг, 1943), выражающейся через L. Лагранжиан L состоит из лагранжиана L вз , описывающего поведение свободных полей, и лагранжиана взаимодействия L вз , построенного из полей разных частиц и отражающего возможность их взаимопревращений. Знание L вз является определяющим для описания процессов с Э. ч.

  Вид L вз однозначно определяется трансформационными свойствами полей относительной группы Лоренца и требованием инвариантности относительно этой группы (релятивистская инвариантность). В течение длительного времени не были, однако, известны критерии для нахождения L вз (за исключением электромагнитных взаимодействий), а сведения о взаимодействиях Э. ч., полученные из эксперимента, в большинстве случаев не позволяли осуществить надёжный выбор между различными возможностями. В этих условиях широкое распространение получил феноменологический подход к описанию взаимодействий, основанный либо на выборе простейших форм L вз , ведущих к наблюдаемым процессам, либо на прямом изучении характерных свойств элементов матрицы рассеяния. На этом пути был достигнут значительный успех в описании процессов с Э. ч. для различных выделенных областей энергий. Однако многие параметры теории заимствовались из эксперимента, а сам подход не мог претендовать на универсальность.

  В период 50—70-х гг. был достигнут значительный прогресс в понимании структуры L вз , который позволил существенно уточнить его форму для сильных и слабых взаимодействий. Решающую роль в этом продвижении сыграло выяснение тесной связи между свойствами симметрии взаимодействий Э. ч. и формой L вз .

  Симметрия взаимодействий Э. ч. находит своё отражение в существовании законов сохранения определённых физических величин и, следовательно, в сохранении связанных с ними квантовых чисел Э. ч. (см. Сохранения законы ). Точная симметрия, имеющая место для всех классов взаимодействий, отвечает наличию у Э. ч. точных квантовых чисел; приближённая симметрия, характерная лишь для некоторых классов взаимодействий (сильных, электромагнитных), приводит к неточным квантовым числам. Отмечавшееся выше различие классов взаимодействий в отношении сохранения квантовых чисел Э. ч. отражает различия в свойствах их симметрии.

  Известная форма L вз эл. м. для электромагнитных взаимодействий есть следствие существования очевидной симметрии лагранжиана L относительно умножения комплексных полей j заряженных частиц, входящих в него в комбинациях типа j*j (здесь * означает комплексное сопряжение), на множитель ei a , где a — произвольное действительное число. Эта симметрия, с одной стороны, порождает закон сохранения электрического заряда, с другой стороны, если требовать выполнения симметрии при условии, что a произвольно зависит от точки х пространства-времени, однозначно приводит к лагранжиану взаимодействия:

L вз эл . м . = j m эл . м . (x ) A m (x )            (1)

  где j m эл. м. — четырёхмерный электромагнитный ток (см. Электромагнитные взаимодействия ). Как выяснилось, этот результат имеет общее значение. Во всех случаях, когда взаимодействия проявляют «внутреннюю» симметрию, т. е. лагранжиан инвариантен относительно преобразований «внутреннего пространства», а у Э. ч. возникают соответствующие квантовые числа, следует требовать, чтобы инвариантность имела место при любой зависимости параметров преобразования от точки х (т. н. локальная калибровочная инвариантность; Ян Чжэнь-нин, американский физик Р. Миллс, 1954). Физически это требование связано с тем, что взаимодействие не может мгновенно передаваться от точки к точке. Указанное условие удовлетворяется, когда среди полей, входящих в лагранжиан, присутствуют векторные поля (аналоги A m (x )), изменяющиеся при преобразованиях «внутренней» симметрии и взаимодействующие с полями частиц вполне определённым образом, а именно:

L вз = år =1 n j m r (x ) V m r (x ),          (2)

  где j m r (x ) — токи, составленные из полей частиц, V m r (x ) — векторные поля, называются часто калибровочными полями. Т. о., требование локальности «внутренней» симметрии фиксирует форму L вз и выделяет векторные поля как универсальные переносчики взаимодействий. Свойства векторных полей и их число «n » определяются свойствами группы «внутренней» симметрии. Если симметрия точная, то масса кванта поля V m r равна 0. Для приближенной симметрии масса кванта векторного поля отлична от нуля. Вид тока j m r определяется полями частиц с ненулевыми квантовыми числами, связанными с группой «внутренней» симметрии.

  На основании изложенных принципов оказалось возможным подойти к вопросу о взаимодействии кварков в нуклоне. Эксперименты по рассеянию нейтрино и антинейтрино на нуклоне показали, что импульс нуклона лишь частично (примерно на 50%) переносится кварками, а остальная его часть переносится другим видом материи, которая не взаимодействует с нейтрино. Предположительно эта часть материи состоит из частиц, которыми обмениваются кварки и за счёт которых они удерживаются в нуклоне. Эти частицы получили название «глюонов» (от английского glue — клей). С изложенной выше точки зрения на взаимодействия эти частицы естественно считать векторными. В современной теории их существование связывается с симметрией, обусловливающей появление «цвета» у кварков. Если эта симметрия точная (цветная SU (3)-симметрия), то глюоны — безмассовые частицы и их число равно восьми (американский физик И. Намбу, 1966). Взаимодействие кварков с глюонами даётся L вз со структурой (2), где ток j m r составлен из полей кварков. Имеется и основание предполагать, что взаимодействие кварков, обусловленное обменом безмассовыми глюонами, приводит к силам между кварками, не убывающим с расстоянием, но строго это не доказано.

  Принципиально знание взаимодействия между кварками могло бы явиться основой для описания взаимодействия всех адронов между собой, т. е. всех сильных взаимодействий. Это направление в физике адронов быстро развивается.

  Использование принципа определяющей роли симметрии (в т. ч. приближённой) в формировании структуры взаимодействия позволило также продвинуться в понимании природы лагранжиана слабых взаимодействий. Одновременно была вскрыта глубокая внутренняя связь слабых и электромагнитных взаимодействий. В указанном подходе наличие пар лептонов с одинаковым лептонным зарядом: е- , v e и m- , v m , но различными массами и электрическими зарядами расценивается не как случайное, а как отражающее существование нарушенной симметрии типа изотонической (группа SU (2)). Применение принципа локальности к этой «внутренней» симметрии приводит к характерному лагранжиану (2), в котором одновременно возникают члены, ответственные за электромагнитное и слабое взаимодействия (американский физик С. Вайнберг, 1967; А. Салам , 1968):

L вз = j m эл. м. + A m + j m сл. з. W m + + j m сл. з. W m - + j m сл. н. Z m 0                  (3)

  Здесь j m сл. з. , j m сл. н. — заряженный и нейтральный токи слабых взаимодействий, построенные из полей лептонов, W m + , W m - , Z m 0 — поля массивных (из-за нарушенности симметрии) векторных частиц, которые в этой схеме являются переносчиками слабых взаимодействий (т. н. промежуточные бозоны), A m — поле фотона. Идея существования заряженного промежуточного бозона была выдвинута давно (Х. Юкава, 1935). Важно, однако, что в данной модели единой теории электрон магнитного и слабого взаимодействий заряженный промежуточный бозон появляется на равной основе с фотоном и нейтральным промежуточным бозоном. Процессы слабых взаимодействий, обусловленные нейтральными токами, были обнаружены в 1973, что подтверждает правильность только что изложенного подхода к формулировке динамики слабых взаимодействий. Возможны и другие варианты написания лагранжиана L вз сл с большим числом нейтральных и заряженных промежуточных бозонов; для окончательного выбора лагранжиана экспериментальных данных ещё недостаточно.

  Экспериментально промежуточные бозоны пока не обнаружены. Из имеющихся данных массы W ± и Z 0 для модели Вайнберга — Салама оцениваются примерно в 60 и 80 Гэв.

  Электромагнитное и слабое взаимодействия кварков можно описать в рамках модели, аналогичной модели Вайнберга — Салама. Рассмотрение на этой основе электромагнитных и слабых взаимодействий адронов даёт хорошее соответствие наблюдаемым данным. Общей проблемой при построении таких моделей является неизвестное пока полное число кварков и лептонов, что не позволяет определить тип исходной симметрии и характер её нарушения. Поэтому очень важны дальнейшие экспериментальные исследования.

  Единое происхождение электромагнитных и слабых взаимодействий означает, что в теории исчезает как независимый параметр константа слабых взаимодействий. Единственной константой остаётся электрический заряд е . Подавленность слабых процессов при небольших энергиях объясняется большой массой промежуточных бозонов. При энергиях в системе центра масс, сравнимых с массами промежуточных бозонов, эффекты электромагнитных и слабых взаимодействий должны быть одного порядка. Последние, однако, будут отличаться несохранением ряда квантовых чисел (P, Y, Ch и т. д.).

  Имеются попытки рассмотреть на единой основе не только электромагнитные и слабые, но также и сильные взаимодействия. Исходным для таких попыток является предположение об единой природе всех видов взаимодействий Э. ч. (без гравитационного). Наблюдаемые сильные различия между взаимодействиями считаются обусловленными значительным нарушением симметрии. Эти попытки ещё недостаточно разработаны и сталкиваются с серьёзными трудностями, в частности в объяснении различий свойств кварков и лептонов.

  Развитие метода получения лагранжиана взаимодействия, основанного на использовании свойств симметрии, явилось важным шагом на пути, ведущем к динамической теории Э. ч. Есть все основания думать, что калибровочные теории поля явятся существенным составным элементом дальнейших теоретических построений.

  Некоторые общие проблемы теории элементарных частиц. Новейшее развитие физики Э. ч. явно выделяет из всех Э. ч. группу частиц, которые существенным образом определяют специфику процессов микромира. Эти частицы — возможные кандидаты на роль истинно Э. ч. К их числу принадлежат: частицы со спином 1 /2 — лептоны и кварки, а также частицы со спином 1 — глюоны, фотон, массивные промежуточные бозоны, осуществляющие разные виды взаимодействий частиц со спином 1 /2 . В эту группу скорее всего следует также включить частицу со спином 2 — гравитон ; квант гравитационного поля, связывающий все Э. ч. В этой схеме многие вопросы, однако, требуют дальнейшего исследования. Неизвестно, каково полное число лептонов, кварков и различных векторных (с J = 1) частиц и существуют ли физические принципы, определяющие это число. Неясны причины деления частиц со спином 1 /2 на 2 различные группы: лептоны и кварки. Неясно происхождение внутренних квантовых чисел лептонов и кварков (L, В, 1, Y, Ch ) и такой характеристики кварков и глюонов, как «цвет». С какими степенями свободы связаны внутренние квантовые числа? С обычным четырёхмерным пространством-временем связаны только такие характеристики Э. ч., как J и Р. Какой механизм определяет массы истинно Э. ч.? Чем обусловлено наличие у Э. ч. различных классов взаимодействий с различными свойствами симметрии? Эти и другие вопросы предстоит решить будущей теории Э. ч.

  Описание взаимодействий Э. ч., как отмечалось, связано с калибровочными теориями поля. Эти теории имеют развитый математический аппарат, который позволяет производить расчёты процессов с Э. ч. (по крайней мере принципиально) на том же уровне строгости, как и в квантовой электродинамике. Но в настоящем своём виде калибровочные теории поля обладают одним серьёзным недостатком, общим с квантовой электродинамикой, — в них в процессе вычислений появляются бессмысленные бесконечно большие выражения. С помощью специального приёма переопределения наблюдаемых величин (массы и заряда) — перенормировки — удаётся устранить бесконечности из окончательных результатов вычислений. В наиболее хорошо изученной электродинамике это пока не сказывается на согласии предсказаний теории с экспериментом. Однако процедура перенормировки— чисто формальный обход трудности, существующей в аппарате теории, которая на каком-то уровне точности должна сказаться на степени согласия расчётов с измерениями.

  Появление бесконечностей в вычислениях связано с тем, что в лагранжианах взаимодействий поля разных частиц отнесены к одной точке х, т. е. предполагается, что частицы точечные, а четырёхмерное пространство-время остаётся плоским вплоть до самых малых расстояний. В действительности указанные предположения, по-видимому, неверны по нескольким причинам: а) истинно Э. ч., вероятнее всего, — материальные объекты конечной протяжённости; б) свойства пространства-времени в малом (в масштабах, определяемых т. н. фундаментальной длиной ) скорее всего радикально отличны от его макроскопических свойств; в) на самых малых расстояниях (~10-33 см ) сказывается изменение геометрических свойств пространства-времени за счёт гравитации. Возможно, эти причины тесно связаны между собой. Так, именно учёт гравитации наиболее естественно приводит к размерам истинно Э. ч. порядка 10-33 см, а фундамент, длина l 0 может быть связана с гравитационной постоянной f :    » 10-33 см. Любая из этих причин должна привести к модификации теории и устранению бесконечностей, хотя практическое выполнение этой модификации может быть весьма сложным.

  Очень интересным представляется учёт влияния гравитации на малых расстояниях. Гравитационное взаимодействие может не только устранять расходимости в квантовой теории поля, но и обусловливать само существование первообразующих материи (М. А. Марков , 1966). Если плотность вещества истинно Э. ч. достаточно велика, гравитационное притяжение может явиться тем фактором, который определяет устойчивое существование этих материальных образований. Размеры таких образований должны быть ~10-33 см. В большинстве экспериментов они будут вести себя как точечные объекты, их гравитационное взаимодействие будет ничтожно мало и проявится лишь на самых малых расстояниях, в области, где существенно изменяется геометрия пространства.

  Т. о., наметившаяся тенденция к одновременному рассмотрению различных классов взаимодействий Э. ч. скорее всего должна быть логически завершена включением в общую схему гравитационного взаимодействия. Именно на базе одновременного учёта всех видов взаимодействий наиболее вероятно ожидать создания будущей теории Э. ч.

  Лит.: Марков М. А., О природе материи, М., 1976; Газиорович С., Физика элементарных частиц, пер. с англ., М., 1969; Коккедэ Я., Теория кварков, пер. с англ., М., 1971; Perkins D. Н., Neutrinos and nucleon structure, «Contemporary Physics», 1975, v. 16, №2; Захаров В. И., Иоффе Б. Л., Окунь Л. Б., Новые элементарные частицы, «Успехи физических наук», 1975, т. 117, в. 2, с. 227; Боголюбов Н. Н., Ширков Д. В., Введение в теорию квантованных полей, 3 изд., М., 1976; Элементарные частицы и компенсирующие поля, пер. с англ., М., 1964; Бернстейн Дж., Спонтанное нарушение симметрии, калибровочные теории, механизм Хиггса и т. п., в кн.: Новости фундаментальной физики, пер. с англ., М., 1977, с 120—240.

  А. А. Комар.

(обратно)

Элементарный анализ

Элемента'рный ана'лиз, то же, что элементный анализ .

(обратно)

Элементарный электрический заряд

Элемента'рный электри'ческий заря'д, е, наименьший электрический заряд , известный в природе. На существование Э. э. з. впервые с определённостью указал в 1874 английский учёный Дж. Стони. Его гипотеза вытекала из установленных М. Фарадеем (1833—34) законов электролиза (см. Фарадея законы ). В 1881 Стони впервые вычислил величину электрич. заряда одновалентного иона, равную е = F /NA , где F — Фарадея число , NA — Авогадро число . В 1911 величина Э. э. з. была установлена прямыми измерениями Р. Милликена . Современное значение е:

  е = (4,803242±0,000014) 10-10 ед. СГСЭ = (1,6021892 ± 0,0000046) 10-19 к .

  Величина Э. э. з. является константой электромагнитных взаимодействий и входит во все уравнения микроскопической электродинамики. Э. э. з. в точности равен величине электрического заряда электрона, протона и почти всех других заряженных элементарных частиц, которые тем самым являются материальными носителями наименьшего заряда в природе. Э. э. з. не может быть уничтожен; этот факт составляет содержание закона сохранения электрического заряда на микроскопическом уровне. Существует положительный и отрицательный Э. э. з., причём элементарная частица и её античастица имеют заряды противоположных знаков. Электрический заряд любой микросистемы и макроскопических тел всегда равен целому кратному от величины е (или нулю). Причина такого «квантования» заряда не установлена. Одна из гипотез основана на существовании монополей Дирака (см. Магнитный монополь ). С 60-х гг. широко обсуждается гипотеза о существовании частиц с дробными электрическими зарядами — кварков (см. Элементарные частицы ).

  Лит.: Милликен Р. Э., Электроны (+ и —), протоны, фотоны, нейтроны и космические лучи, пер. с англ., М. — Л., 1939.

  Л. И. Пономарев.

(обратно)

Элементный анализ

Элеме'нтный ана'лиз органических соединений, элементарный анализ, совокупность методов количественного определения и качественного обнаружения элементов, входящих в состав органических соединений. Э. а. состоит из двух стадий: разложения органического вещества, например сжиганием в токе кислорода, сплавлением с некоторыми твёрдыми реагентами; количественного или качественного анализа образовавшихся неорганических соединений элементов (см. Количественный анализ , Качественный анализ ).

(обратно)

Элементоорганические полимеры

Элементооргани'ческие полиме'ры, высокомолекулярные элементоорганические соединения . По составу главной и боковых цепей макромолекул Э. п. делят на 3 группы: 1) с неорганическими главными цепями, обрамленными органическими группами (например, полиорганосилоксаны, полиорганосилазаны — см. Кремнийорганические полимеры , полиорганофосфазены — см. Полифосфонитрилхлорид ); 2) с органонеорганическими главными цепями [например, карбосиланы (I), карбосилоксаны (II), борорганические полимеры с боразольными, фосфинбориновыми и карборановыми циклами в главной цепи, хелатные полимеры, содержащие в молекуле атомы металла, координационно связанные с органическими лигандами]; 3) с органическими главными цепями [например, полиалкенилтриалкилсиланы (III), фосфорсодержащие полимеры типа (IV); R — органический радикал].

 (I)

 (II)

 (III)

 (IV)

  Наибольшее практическое применение из Э. п. получили кремнийорганические полимеры.

  Лит.: Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977.

(обратно)

Элементоорганические соединения

Элементооргани'ческие соедине'ния, содержат химическую связь элемент — углерод (к Э. с., как правило, не относят соединения, содержащие связь углерода с азотом, кислородом, серой и галогенами). Термин «Э. с.» предложен академиком А. Н. Несмеяновым . См. также Металлоорганические соединения , Кремнийорганические соединения , Фосфорорганические соединения , Борорганические соединения и др.

(обратно)

Элементы затрат

Элеме'нты затра'т, см. в ст. Себестоимость продукции .

(обратно)

Элементы орбиты

Элеме'нты орби'ты в астрономии, система величин (параметров), определяющих ориентацию орбиты небесного тела в пространстве, её размеры и форму, а также положение на орбите небесного тела в некоторый фиксированный момент. Невозмущённую орбиту, по которой движение тела происходит в соответствии с Кеплера законами , определяют 6 Э. о. 1) Наклон орбиты i к плоскости эклиптики или к плоскости земного экватора (в случае ИСЗ); может иметь значения от 0° до 180°. Наклон меньше 90°, если для наблюдателя, находящегося в северном полюсе эклиптики или в северном полюсе мира, тело представляется движущимся против часовой стрелки, и больше 90°, если тело движется в противоположном направлении. 2) Долгота (восходящего) узла  или прямое восхождение (восходящего) узла aW (для ИСЗ); может иметь значения от 0° до 360°. 3) Большая полуось орбиты а. Иногда вместо неё принимается среднее движение тела по орбите n, в случае невозмущённого движения однозначно зависящее от большой полуоси. 4) Эксцентриситет орбиты е. 5 ) Аргумент перигелия или перигея w (в случае Луны или ИСЗ); может иметь значения от 0° до 360°. 6) Эпоха (дата) Т, в которую тело находится в определённой точке орбиты, например в восходящем узле или в перигелии (перигее). Иногда в качестве эпохи выбирают начало суток, в этом случае положение орбиты задаётся средней аномалией М 0 в эту эпоху.

  В случае возмущённой орбиты Э. о. рассматриваются как функции времени и обычно представляются в виде степенных рядов:

А = A 0 + A 1 (t — T 0 ) + A 2 (t — T 0 )2 +...,

  где A 0 — значение Э. о. А в эпоху T 0 . См. также Орбиты небесных тел , Орбиты искусственных космических объектов , Небесная механика .

  Н. П. Ерпылёв.

(обратно)

Элементы химические

Элеме'нты хими'ческие. Каждый Э. х. — это совокупность атомов с одинаковым зарядом атомных ядер и одинаковым числом электронов в атомной оболочке. Ядро атомное состоит из протонов, число которых равно атомному номеру элемента, и нейтронов, число которых может быть различным. Разновидности атомов одного и того же Э. х., имеющие различные массовые числа (равные сумме масс протонов и нейтронов, образующих ядро), называются изотопами . В природе многие Э. х. представлены двумя или большим числом изотопов. Известно 276 стабильных изотопов, принадлежащих 81 природному Э. х., и около 1500 радиоактивных изотопов. Изотопный состав природных элементов на Земле, как правило, постоянен; поэтому каждый элемент имеет практически постоянную атомную массу , являющуюся одной из важнейших характеристик элемента. В настоящее время (1978) известно 107 Э. х., они, преимущественно нерадиоактивные, создают всё многообразие простых и сложных веществ. Простое вещество — форма существования элемента в свободном виде. Некоторые Э. х. существуют в двух или более аллотропных модификациях (например, углерод в виде графита и алмаза), различающихся по физическим и химическим свойствам; число простых веществ достигает 400 (см. Аллотропия ). Иногда понятия «элемент» и «простое вещество» отождествляются, поскольку в подавляющем большинстве случаев нет различия в названиях Э. х. и образуемых ими простых веществ; «... тем не менее в понятиях такое различие должно всегда существовать», — писал в 1869 Д. И. Менделеев (Соч., т. 13, 1949, с. 490). Сложное вещество — соединение химическое — состоит из химически связанных атомов двух или нескольких различных элементов; известно более 100 тыс. неорганических и более 3 млн. органических соединений. Для обозначения Э. х. служат знаки химические , состоящие из первой или первой и одной из последующих букв латинского названия элемента. В формулах химических и уравнениях химических каждый такой знак (символ) выражает, кроме названия элемента, относительную массу Э. х., равную его атомной массе. Изучение Э. х. составляет предмет химии , в частности неорганической химии .

  Историческая справка. В донаучный период химии как нечто непреложное принималось учение Эмпедокла о том, что основу всего сущего составляют четыре стихии: огонь, воздух, вода, земля. Это учение, развитое Аристотелем, полностью восприняли алхимики. В 8—9 вв. они дополнили его представлением о сере (начале горючести) и ртути (начале металличности) как составных частях всех металлов. В 16 в. возникло представление о соли как начале нелетучести, огнепостоянства. Против учения о 4 стихиях и 3 началах выступил Р. Бойль , который в 1661 дал первое научное определение Э. х. как простых веществ, которые не состоят из каких-либо других веществ или друг из друга и образуют все смешанные (сложные) тела. В 18 в. Почти всеобщее признание получила гипотеза И. И. Бехера и Г. Э. Шталя , согласно которой тела природы состоят из воды, земли и начала горючести — флогистона . В конце 18 в. эта гипотеза была опровергнута работами А. Л. Лавуазье . Он определил Э. х. как вещества, которые не удалось разложить на более простые и из которых состоят другие (сложные) вещества, т. е. по существу повторил формулировку Бойля. Но, в отличие от него, Лавуазье дал первый в истории науки перечень реальных Э. х. В него вошли все известные тогда (1789) неметаллы (О, N, Н, S, Р, С), металлы (Ag, As, Bi, Co, Ca, Sn, Fe, Mn, Hg, Mo, Ni, Au, Pt, Pb, W, Zn), а также «радикалы» [муриевый (Cl), плавиковый (F) и борный (В)] и «земли» — ещё не разложенные известь СаО, магнезия MgO, барит BaO, глинозём Al2 O3 и кремнезём SiO2 (Лавуазье полагал, что «земли» — вещества сложные, но пока это не было доказано на опыте, считал их Э. х.). Как дань времени он включил в список Э. х. невесомые «флюиды» — свет и теплород. Едкие щёлочи NaOH и KOH он считал веществами сложными, хотя разложить их электролизом удалось позже — только в 1807 (Г. Дэви ). Разработка Дж. Дальтоном атомной теории имела одним из следствий уточнение понятия элемента как вида атомов с одинаковой относительной массой (атомным весом). Дальтон в 1803 составил первую таблицу атомных масс (отнесённых к массе атома водорода, принятой за единицу) пяти Э. х. (О, N, С, S, Р). Тем самым Дальтон положил начало признанию атомной массы как главной характеристики элемента. Дальтон, следуя Лавуазье, считал Э. х. веществами не разложимыми на более простые.

  Последующее быстрое развитие химии привело, в частности, к открытию большого числа Э. х. В списке Лавуазье было всего 25 Э. х., включая «радикалы», но не считая «флюиды» и «земель». Ко времени открытия периодического закона Менделеева (1869) было известно уже 63 элемента. Открытие Д. И. Менделеева позволило предвидеть существование и свойства ряда неизвестных тогда Э. х. и явилось основой для установления их взаимосвязи и классификации.

  Открытие радиоактивности в конце 19 в. поколебало более чем столетнее убеждение в том, что атомы нельзя разложить. В связи с этим почти до середины 20 в. продолжалась дискуссия о том, что такое Э. х. Конец ей положила современная теория строения атома, которая позволила дать строго объективную дефиницию Э. х., приведённую в начале статьи.

  Распространённость в природе. Распространённость Э. х. в космосе определяется нуклеогенезом внутри звёзд. Химический состав Солнца, планет земного типа Солнечной системы и метеоритов, по-видимому, практически тождествен. Образование ядер Э. х. связано с различными ядерными процессами в звёздах. Поэтому на разных этапах своей эволюции различные звёзды и звёздные системы имеют неодинаковый химический состав (см. Космогония ). Распространённость и распределение Э. х. во Вселенной, процессы сочетания и миграции атомов при образовании космического вещества, химический состав космических тел изучает космохимия . Основную массу космического вещества составляют Н и Не (99,9%). Наиболее разработанной частью космохимии является геохимия .

  Из 107 Э. х. только 89 обнаружены в природе, остальные, а именно технеций (атомный номер 43), прометий (атомный номер 61), астат (атомный номер 85), франций (атомный номер 87) и трансурановые элементы , получены искусственно посредством ядерных реакций (ничтожные количества Te, Pm, Np, Fr образуются при спонтанном делении урана и присутствуют в урановых рудах). В доступной части Земли наиболее распространены 10 элементов с атомными номерами в интервале от 8 до 26. В земной коре они содержатся в следующих относительных количествах:

  Перечисленные 10 элементов составляют 99,92% массы земной коры.

Элемент Атомный номер Содержание, % по массе O 8 47,00 Si 14 29,50 Al 13 8,05 Fe 26 4,65 Ca 20 3,30 Na 11 2,50 K 19 2,50 Mg 12 1,87 Ti 22 0,45 Mn 25 0,10

  Классификация и свойства. Наиболее совершенную естественную классификацию Э. х., раскрывающую их взаимосвязь и показывающую изменение их свойств в зависимости от атомного номера, даёт периодическая система элементов Д. И. Менделеева. По свойствам Э. х. делятся на металлы и неметаллы , причём периодическая система позволяет провести границу между ними. Для химических свойств металлов наиболее характерна проявляемая при химических реакциях способность отдавать внешние электроны и образовывать катионы, для неметаллов — способность присоединять электроны и образовывать анионы. Неметаллы характеризуются высокой электроотрицательностью . Различают Э. х. главных подгрупп, или непереходные элементы, в которых идёт последовательное заполнение электронных подоболочек s и р, и Э. х. побочных подгрупп, или переходные, в которых идёт достраивание d- и f -подоболочек. При комнатной температуре два Э. х. существуют в жидком состоянии (Hg и Вг), одиннадцать — в газообразном (Н, N, О, F, Cl, Не, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), остальные — в виде твёрдых тел, причём температура плавления их колеблется в очень широких пределах — от около 30°С (Cs 28,5°С; Ga 29,8°С) до 3000°С и выше (Ta 2996°С; W 3410°С; графит около 3800± 200°С под давлением 125 кбар ). О свойствах, получении и применении Э. х. см. в статьях об отдельных элементах, а также о семействах Э. х. (Актиноиды , Инертные газы , Лантаноиды , Платиновые металлы , Рассеянные элементы , Редкие элементы , Редкоземельные элементы ).

  Лит.: Кедров Б. М., Эволюция понятия элемента в химии, М., 1956; Сиборг Г. Т., Вэленс Э. Г., Элементы Вселенной, пер. с англ., М., 1962; Сиборг Г., Искусственные трансурановые элементы, пер. с англ., М., 1965; Фигуровский Н. А., Открытие химических элементов и происхождение их названий, М., 1970; Популярная библиотека химических элементов, М., 1971—73; Некрасов Б. В., Основы общей химии, 3 изд., [т.] 1—2, М., 1973; Полинг Л., Общая химия, пер. с англ., М., 1974; Джуа М., История химии, пер. с итал., 2 изд., М., 1975; Weeks М. Е., Discovery of the elements, 6 ed., Easton, 1956.

  С. А. Погодин.

(обратно)

Эленшлегер Адам Готлоб

Э'леншлегер (Oehlenschläger) Адам Готлоб (14.11.1779, Копенгаген, — 20.1. 1850, там же), датский писатель-романтик. Учился в Копенгагенском университете (с 1800); с 1809 профессор эстетики. Пропагандировал дофеодальную и дохристианскую культуру и фольклор скандинавских народов. Ранняя поэзия Э. пронизана идеями патриотизма и романтической символикой. Поэма «Золотые рога» (1802) и драма «Игры в ночь на св. Ханса» (1803) стали «увертюрой» датского романтизма, принципы которого нашли воплощение в аллегорических драмах «Аладдин, или Волшебная лампа» (1805, сокращенный русский перевод 1842) на сюжет из «Тысячи и одной ночи» и «Сага о Вёлунде» (1805) по мотивам древнескандинавской легенды. В исторических трагедиях «Ярл Хакон» (1807, русский перевод 1897), «Пальнатоке» (1807, русский перевод 1968), «Стэркоддер» (1812, русский перевод в отрывках 1840) Э. в универсально-обобщённой форме поднял проблемы борьбы нового со старым: христианства с язычеством, идей народоправия с королевской властью, гуманизма с социальным злом. В трагедии «Корреджо» (1809) Э. рассказал о драме художника и искусства в мире собственничества. В лирических трагедиях на мифологические и условно-исторические сюжеты «Бальдер Добрый» (1806), «Аксель и Вальборг» (1808, опубликовано 1810, полный русский перевод 1968), «Хагбарт и Сигне» (1815, русский перевод 1968) конфликты имеют преимущественно любовный характер. В романе «Остров в Южном море» (1824—25) Э. трансформировал сюжет социальной утопии немецкого писателя 18 в. И. Г. Шнабеля «Остров Фельзенбург». Для трагедий «Олаф святой» (1836), «Кнуд Великий» (1839), «Эрик Глиппинг» (1844) и других характерны однолинейность образов и идеализация королев, власти. Автобиографическое сочинение «Жизнь» (т. 1—2, 1830—31) и «Воспоминания» (т. 1—4, 1850—51).

  Соч. в рус. пер.: Пьесы. Вступ. ст. А. Погодина, М., 1968.

  Лит.: Тиандер К. Ф., Эленшлегер и датский романтизм, в кн.: История западной литературы (1800—1810), под ред. Ф. Д. Батюшкова, т. 2., М., [1913]; Гозенпуд А., Датский театр, в кн.: История западно-европейского театра, т. 4, М., 1964; Andersen V., Adam Oehlenschläger, Et livs poesie, bd 1—3, Kbh., 1899—1900; Henriques A., Oehienschlager og vor tid, Kbh., 1961; Billeskov Jansen F. J., Danmarks digtekunst, bog 3, 2 udg., Kbh., 1964; Dansk litteratur historie, bd 2, Kbh., 1965 (лит.).

  В. П. Неустроев.

А. Г. Эленшлегер.

(обратно)

Элеотрисы

Элеотри'сы, головешковые (Eleotridae), семейство прибрежных морских и пресноводных рыб подотряда бычковидных. В отличие от рыб других семейств бычков, у Э. несросшиеся брюшные плавники. Около 60 видов, распространены в тропических и субтропических водах. В СССР в бассейне Амура и реках Приморья один вид — головешка , или ротан (в последние годы головешка расселена в водоёмах Европейской части и Средней Азии; хорошо ловится на удочку).

(обратно)

Элерон

Элеро'н (франц. aileron, от aile — крыло), рулевая поверхность, представляющая собой некоторую долю хвостовой (или концевой) части крыла самолёта (планёра), отклоняемую вверх и вниз и предназначенную для управления самолётом относительно его продольной оси. Э. при отклонении создаёт разность подъёмных сил правой и левой половины крыла. Э. обычно делаются дифференцированными, т. е. отклоняемыми вверх на больший угол, чем вниз, с целью уменьшения моментов рысканья при крене и увеличения эффективности около критических углов атаки. Работа Э. обеспечивает поперечную устойчивость и позволяет совершать полёты по кривым (например, виражи) без скольжения. Э. делают двух- и трёх-щелевым, дополняют его интерцептором, триммером, или триммер-флеттнером (см. Механизация крыла ). По конструкции Э. сходен с крылом.

(обратно)

Элеутерококк

Элеутероко'кк, свободноягодник (Eleutherococcus), род растений семейства аралиевых. Кустарники, большей частью с шиповатыми побегами и пальчатосложными листьями. Около 15 видов, в Азии (от Японских островов до Гималаев); в СССР 1 вид — Э. колючий, или дикий перец (Esenticosus), на Дальнем Востоке — кустарник высотой 1,5—3 м. Декоративное и лекарственное растение: препараты из его корней в виде жидких экстрактов назначают как стимулирующие и тонизирующие средства при переутомлении, после тяжёлых истощающих заболеваний и др.

  Лит.: Брехман И. И., Элеутерококк, Л., 1968; Дардымов И. В., Женьшень, элеутерококк. (К механизму биологического действия), М., 1976.

Элеутерококк колючий (плодоносящий стебель с листом).

(обратно)

Элефанта

Элефа'нта, Гхарапури, остров в Аравийском море, в 8 км от Бомбея. На острове находился древний город, разрушенный португальцами в 16 в. Известность Э. принесли пещерные брахманские храмы (восходят к 8 в.) — выдающиеся памятники раннесредневекового индийского искусства. Самый большой храм — многостолпный зал с гигантским бюстом трёхликого Шивы (высота около 6 м ) и многочисленными рельефами.

  Лит.: Burgess J., The rock-temples of Elephanta or Ghârâpurt, Bombay, 1871; Chandra P., A guide to the Elephanta caves, Bombay, 1957.

Элефанта. Бюст трёхликого Шивы. Камень. 8 в.

(обратно)

Элефантиаз

Элефантиа'з (от греч. elephas, род. падеж elephantos — слон), то же, что слоновость .

(обратно)

Элефантина

Элефанти'на (Elephantíne), древнегреческое название острова на р. Нил (напротив Асуана) и древнего поселения на нём. Э. была центром меновой торговли Древнего и античного Египта с Югом (слоновая кость и другие товары) и столицей нома . Остатки храмов эпохи Древнего и Среднего царств, гранитная триумфальная арка (4 в. до н. э.), ниломер, описанный Страбоном (XVII, 1, 48), с отметками наивысших подъёмов воды; гробницы номархов и некрополь с мумиями священных баранов в каменных саркофагах. Найдены папирусы 25 в. до н. э., архивы местных номархов и иудейской военной колонии на Э.

  Лит.: Meyer Е., Der Papyrusfund von Elephantine, Lpz., 1912; Müller Н. W., Die Felsengräber der Fürsten von Elephantine, Hamb. — N. Y., 1940.

(обратно)

Элея

Э'лея , посёлок городского типа в Елгавском районе Латвийской ССР. Расположен на шоссе Рига — Калининград, в 27 км к Ю. от г. Елгава. Ж.-д. станция (Мейтене) на линии Рига — Шяуляй. Цех Елгавского комбината хлебопродуктов.

(обратно)

Эли де Бомон Жан Батист Арман Луи Леонс

Эли' де Бомо'н (Élie de Beaumont) Жан Батист Арман Луи Леонс (25.9.1798, Канон, департамент Кальвадос,— 21.9.1874, там же), французский геолог, член Парижской АН (с 1835), иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1857). Окончил Политехническое училище (1819), затем учился в Горной школе в Париже. Профессор Горной школы в Париже (с 1827) и Коллеж де Франс (с 1832). Пожизненный секретарь Парижской АН (с 1853). Проводил геологические исследования в Великобритании, Франции и Италии. Издал (совместно с П. Дюфренуа) геологическую карту Франции (1841) и составил капитальные сводки по её геологическому строению. В 1829 предложил и в 1852 развил контракционную гипотезу . Разработал методику определения возраста складчатости по стратиграфическим перерывам и угловым несогласиям. Являясь сторонником теории катастроф Ж. Кювье, Э. де Б. объяснял каждый стратиграфический перерыв следствием «переворотов», насчитывая в истории Земли 32 катастрофы. Отводил важную роль в процессах рудообразования летучим компонентам, выделяющимся из магмы; усматривал связь металлического оруднения с интрузиями; ввёл понятие об основных и кислых породах; изучал распространение химических элементов в земной коре, метеоритах и организмах.

  Соч.: Notice sur les systemes de montagnes, t. 1—3, P., 1852.

  Г. П. Хомизури.

(обратно)

Элиава Шалва Зурабович

Элиа'ва Шалва Зурабович [18(30).9. 1883—3.12.1937], советский государственный и партийный деятель. Член Коммунистической партии с 1904. Родился в семье обедневшего дворянина в с. Ганири Кутаисской губернии. С 1903 студент Петербургского университета, включился в революционное движение. Участник Революции 1905—07 в Тбилиси и Кутаиси. В 1911 выслан в Олонецкую губернию, в 1913 вёл партийную работу в Петербурге, сотрудничал в газете «Правда» . В 1915 выслан в Вологду. В 1917 председатель Президиума Вологодского губисполкома, с 1918 председатель Продовольственной губернской комиссии, с декабря 1918 работал в Москве. В 1919—20 член РВС 1-й армии Восточного фронта, член РВС Туркестанского фронта, председатель Туркестанской комиссии ВЦИК и СНК РСФСР. В 1920 полпред РСФСР в Турции и Персии. В 1921—30 член Кавбюро ЦК РКП (б), член Заккрайкома РКП (б), наркомвоенмор Грузинской ССР, председатель СНК Грузии, с 1927 — Закавказской федерации . С 1931 заместитель наркома внешней торговли СССР, с 1936 заместитель наркома лёгкой промышленности СССР. Делегат 12—17-го съездов партии, на 15—17-м съездах избирался кандидатом в члены ЦК ВКП (б). Был членом ЦИК СССР. Награжден 3 орденами.

  Лит.: Ленин В. И., Полн. собр. соч., 5 изд. (см. Справочный том, ч. 2, с. 488); Пачкория В. А., Шалва Элиава, Тб., 1974.

(обратно)

Элиаде-Рэдулеску Йон

Элиа'де-Рэдуле'ску (Heliade-Rădulescu) Йон (6.1.1802, Тырговиште, — 27.4.1872, Бухарест), румынский поэт. Заложил основы румынского театра, журналистики, издательского дела. Был членом Временного революционного правительства (1848), основателем Румынского литературного общества (1866), первым президентом Румынского академического общества (1867; с 1879 — Румынская академия). В поэтическом творчестве Э.-Р. (басни, сатиры, элегии и поэмы) романтические мотивы подчинены просветительной тенденции (обращение к фольклору, героическому прошлому народа). Его лучшие произведения — «Ночь на развалинах Тырговиште» (1836), поэма «Крылатый дух» (1844).

  Соч.: Pagini alese, [Вuс., 1961]; в рус. пер. — Крылатый дух, в сборнике: Антология рум. поэзии, М., 1958.

  Лит.: Calinescu G., Heliade-Rădulescu, в кн.: Istoria literaturii române, v. 2, Вuс., 1968.

(обратно)

Элида

Эли'да (греч. Élis), древняя область на С.-3. Пелопоннеса (Греция). Изобиловала пастбищами и плодородными долинами. В начале 5 в. до н. э. возник главный город области того же названия. На территории Э. находилось общегреческое святилище в г. Олимпия , где проходили Олимпийские игры . В современной Греции Э.— ном (центр — г. Пиргос).

(обратно)

Элизабет (город в Австралии)

Эли'забет (Elizabeth), город на Ю. Австралии, в штате Южная Австралия. 31 тыс. жителей (1965). Город-спутник Аделаиды. Автосборка; производство частей автомобилей, синтетического каучука. Электро- и радиотехника.

(обратно)

Элизабет (город в США)

Эли'забет (Elizabeth), город на С.-В. США в штате Нью-Джерси, западный пригород Нью-Йорка. 106 тыс. жителей (1975). Порт в Ньюаркской бухте Атлантического океана. Химическая, нефтеперерабатывающая, пищевая, швейная, металлообрабатывающая, полиграфическая промышленность, производство швейных машин, игрушек; радиоэлектроника. Основан в 1664.

(обратно)

Элизабетвиль

Элизабетви'ль (Elisabethville), название г. Лубумбаши в Республике Заир до 1966.

(обратно)

Элизиум

Эли'зиум, Элисий, в древнегреческой мифологии страна сказочного блаженства; то же, что Елисейские поля .

(обратно)

Элизия

Эли'зия (лат. elisio, буквально — выталкивание), в стихосложении выпадение одного из двух гласных звуков при столкновении их на стыке слов: звук может слышаться, но в счёт слогов не идёт. Правила Э. подробно разработаны в метрическом и силлабическом стихосложении. В русском стихе не встречается.

(обратно)

Эликсир

Эликси'р, элексир (от араб. аль-иксир — философский камень), 1) крепкий настой или вытяжка из растительных веществ на спирту, эфирных маслах, кислотах, применяемый в медицине, косметике. 2) «Жизненный Э.»—у алхимиков фантастический напиток, якобы сообщающий вечную молодость, продлевающий жизнь.

(обратно)

Элиминация

Элимина'ция (от лат. elimino — выношу за порог, удаляю) (биол.), гибель неприспособленных особей в процессе борьбы за существование . Различают Э. неизбирательную (общую) и избирательную. Неизбирательная Э. возникает при воздействии на популяцию факторов среды, превосходящем адаптивные возможности данной группы особей (популяции, вида), обычно стихийных бедствий и катастрофических антропогенных вмешательств (наводнения, засухи, изменение характера ландшафта в результате, например, урбанизации и т. п.). Массовая Э. может приводить к полному вымиранию вида. Ведущее значение в эволюции имеет избирательная Э. — гибель части особей популяции, обусловленная их более низкой относительной приспособленностью, например самоизреживание лесонасаждений. Только избирательная Э. приводит к дифференцированному выживанию и размножению более приспособленных особей, т. е. к естественному отбору .

  Лит.: Шмальгаузен И. И., Проблемы дарвинизма, 2 изд., Л., 1969.

(обратно)

Элимус

Э'лимус , пырейник (Elymus), род многолетних дерновинных трав семейства злаков. Соцветие — линейный колос. Около 100 видов, почти во всех внетропических областях и в горах тропиков. В СССР около 35 видов. Многие виды Э. — ценные кормовые травы. Э. якутский (Е. jacutensis) растет в Восточной Сибири и на севере Дальнего Востока, большей частью на пойменных лугах; Э. Шренка (Eschrenkianus) — в Средней Азии по каменистым склонам. Э. новоанглийский, или бескорневищный пырей (Е. trachycaulus subsp. novae-angliae), культивируют как кормовое растение. Кормовое значение имеют и другие виды Э., включаемые часто в род волоснец (Leymus). Виды Э. прежде объединяли с родом регнерия.

(обратно)

Элинвар

Элинва'р (от греч. elastos — эластичный, упругий и лат. invariabilis — неизменный), общее название группы сплавов на железоникелевой основе, упругие свойства которых мало зависят от температуры. Первоначально был известен бинарный сплав типа Э., содержащий 45% Ni (остальное Fe), затем разработаны Э., легированные Cr, Mo, W. Физическая природа аномалии упругих свойств Э. — магнитная, поэтому выше Кюри точки аномалия пропадает. Основные причины аномалии: уменьшение сил связи в кристаллической решётке при переходе её в магнитное состояние и изменение магнитной доменной структуры при деформации решётки. Доменную структуру закрепляют с помощью дисперсионного твердения, для чего в сплав вводят один из элементов: Ti, Al, Nb или Be. Э. применяют для изготовления часовых волосков, ультразвуковых линий задержек, резонаторов электромеханических фильтров, мембран, пружин и других деталей, от которых требуются упругие свойства, не зависящие от температуры.

  Лит.: Прецизионные сплавы. Справочник, М., 1974.

(обратно)

Элиот Джордж

Э'лиот (Eliot) Джордж (псевдоним; настоящее имя Мэри Анн Эванс, Evans) (22.11. 1819, имение Арбери, Уорикшир, — 22.12.1880, Лондон), английская писательница. Под влиянием различных философских школ, особенно позитивизма О. Конта и Г. Спенсера, усвоила идею постепенной эволюции общества и «гармонии» классов. В сборнике повестей «Сцены из клерикальной жизни» (т. 1—2, 1858, русский перевод всех трёх повестей — «Амос Бартон», 1860; «Любовь мистера Гильфиля», 1859; «Исповедь Джэнет», 1860) обратилась к социальным и нравственным конфликтам деревни. Демократические симпатии проявились и в романе «Адам Бид» (т. 1—3, 1859, русский перевод 1859). Творчество Э. некоторыми чертами близко натурализму , что, однако, не помешало ей в романе «Мельница на Флоссе» (т. 1—3, 1860, русский перевод 1860) воспроизвести типичную картину жизни провинциального мещанства. Противопоставление альтруизма эгоистической морали имущих легло в основу романа «Сайлес Марнер» (1861, русский перевод 1959). Романы Э. (в т. ч. «Феликс Холт, радикал», т. 1—3, 1866, русский перевод 1867; «Миддлмарч», т. 1—4, 1871—72, русский перевод 1873) были популярны в России, их высоко ценили Н. Г. Чернышевский, М. Е. Салтыков-Щедрин, И. С. Тургенев, Л. Н. Толстой.

  Соч.: The complete works, v. I—10, L. — N. Y., 1908; The George Eliot letters, v. I—7, New Haven — L., 1954—55; в рус. пер. — Мельница на Флоссе, М. — Л., 1963.

  Лит.: История английской литературы, т. 2, в. 2, М., 1955; Ивашева В. В., Английский реалистический роман XIX в. в его современном звучании, М., 1974; Alien W., George Eliot, L., [1965]; George Eliot. The critical heritage, L., [1971].

  А. А. Бельский.

(обратно)

Элиот Томас Стериз

Э'лиот (Eliot) Томас Стериз (26. 9. 1888, Сент-Луис, — 4. 1. 1965, Лондон), англо-американский поэт и критик. Окончил Гарвардский университет (1910). В 1927 принял британское подданство. Для ранних сборников Э характерны гротескные зарисовки буржуазного общества, трагические стихи о крушении личности в водовороте равнодушного города. Ощущение духовного тупика усиливается в поэме «Бесплодная земля» (1922), где звучит мотив исчерпанности созидательной энергии человечества. Цикл «Полые люди» (1925) закрепил за Э. славу «поэта отчаяния», рожденного 1-й мировой войной 1914—18 (см. «Потерянное поколение» ). Бескомпромиссно отвергая буржуазную цивилизацию, Э. постепенно пришёл к проповеди христианских этических норм («Пепельная среда», 1930), возвращения к мнимой общественной гармонии на началах монархизма. Роялизм и религиозность Э. определили его консервативные позиции в 30-е гг. В поздней поэзии Э. («Четыре квартета», 1943) метафизически трактуются темы смерти и бессмертия, смысла жизни, духовной преемственности поколений. Идея предопределённости судьбы и утверждение, что истинная свобода предполагает подчинение надличностной воле, лежат в основе стихотворных драм Э. («Убийство в соборе», 1935, и др.). Как теоретик литературы Э. в противовес принципу творческой индивидуальности и свободы выдвинул «классический принцип» — подчинение личного надындивидуальному при строгом учёте художественной традиции. Интерпретация Э. принижает значение Дж. Мильтона, Дж. Г. Байрона и других приверженцев «романтической» философии искусств, приглушает ренессансное звучание наследия У. Шекспира. Однако некоторые положения эстетики Э. (мысль о целостности многовекового литературного процесса, требование художественной объективности) сыграли положительную роль в развитии англоязычной поэзии. Нобелевская премия (1948).

  Соч.: Complete poems and plays, L., 1969; в рус. пер., — Бесплодная земля, М., 1971.

  Лит.: Засурский Я. Н., Американская литература XX в., М., 1966; Ивашева В. В., Английская литература XX в., М., 1967.

  А. М. Зверев.

(обратно)

Элирия

Эли'рия (Elyria), город на С. США, в штате Огайо. 35 тыс. жителей (1974), с соседним г. Лорейн и общей пригородной зоной 265 тыс. жителей. Металлообрабатывающая, машиностроительная, химическая промышленность; производство частей для автомашин. Основан в 1817.

(обратно)

Элисенваара

Элисенва'ара, посёлок городского типа в Лахденпохском районе Карельской АССР. Ж.-д. станция на линии Ленинград — Петрозаводск. Предприятия ж.-д. транспорта, племсовхоз.

(обратно)

Элиста

Эли'ста, столица Калмыцкой АССР. Расположена в юго-восточной части Ергеней. Соединена ж.-д. линией с центральной частью Предкавказья. Узел автодорог. 63 тыс. жителей (1977; 17 тыс. в 1939, 23 тыс. в 1959, 50 тыс. в 1970).

  Основана в 1865. Название получила от калмыцкого слова «элстя» — песчаный. С начала 20 в .— центр Манычского улуса Черноярского уезда Астраханской губернии. Советская власть установлена в феврале 1918. С 1918 — центр Элистинского уезда; в 1928—35 и в 1957—58 — центр Калмыцкой АО. С 1930 — город. В 1935—43 и с 1958 — столица Калмыцкой АССР (в 1944—57 — г. Степной в составе Ставропольского края РСФСР). 12 августа 1942 оккупирована немецко-фашистскими захватчиками; освобождена Советской Армией в ночь на 1 января 1943. В Э. комбинаты — промстройконструкций, стройматериалов; заводы — железобетонных изделий, силикатного кирпича, авто- и прибороремонтные; деревообрабатывающий цех, производственное швейное объединение, трикотажная, мебельная фабрики, мясокомбинат, молокозавод. Калмыцкий НИИ языка, литературы и истории н НИИ мясного скотоводства министерства сельского хозяйства РСФСР, Калмыцкий университет, автомобильно-дорожный техникум, культурно-просветительное, медицинское, музыкальное и педагогическое училища. Республиканский краеведческий музей им. Н. Н. Пальмова. Драматический театр им. Б. Басангова.

  Лит.: Элиста. 100 лет. Прошлое, настоящее, будущее, Элиста, 1965.

Элиста. Площадь имени В. И. Ленина.

(обратно)

Элита (в с.-х.)

Эли'та, 1) в растениеводстве высококачественные семена с.-х. культур, получаемые от урожая суперэлиты и являющиеся исходными при размножении районированных сортов. 2) В животноводстве наиболее ценные по экстерьеру, конституции, наследственным качествам и продуктивности с.-х. животные, типичные для данной породы. См. также Семеноводство , Классность животных .

(обратно)

Элита (лучшие представители)

Эли'та (франц. élite — лучшее, отборное, от лат. eligo — выбираю),

  1) лучшие представители общества или какой-нибудь его части (Э. рабочего класса, культурная Э. и т. п.).

  2) В немарксистской социологии лица, принадлежащие к т. н. высшему классу; группа лиц, осуществляющая власть в обществе или организации (например, правящая Э.). См. Элиты теории .

  3) См. также Элита в растениеводстве и в животноводстве.

(обратно)

Элиты теории

Эли'ты тео'рии, социально-философские концепции, утверждающие, что необходимые составные части социальной структуры любого общества — элита (высший, привилегированный слой или слои, осуществляющие функции управления, развития науки и культуры) и остальная масса людей. Выразителями подобного рода идей были Платон, Макиавелли, Т. Карлейль. Однако как определённая система взглядов Э. т. были сформулированы в 20 в. В. Парето и Г. Моска (Италия). До 2-й мировой войны 1939—1945 Э. т. получили наибольшее распространение в Италии, Германии, Франции; после войны — в США. Основные варианты Э. т.: «макиавеллиевский» (Дж. Бёрнхем, США), «ценностный» (Ла Валет, Франция), структурно-функциональный (Р. Даль, С. Келлер, США), «неоэлитизм»(Т. Дай, X. Цайглер, США). Общие черты Э. т. — отрицание исторического прогресса (история рассматривается как совокупность социальных циклов, характеризуемых господством определённых типов элит); критика идеи народного суверенитета как утопического мифа романтиков; утверждение, что неравенство — основа социальной жизни.

  Исходный постулат Э. т. — абсолютизация политических отношений. Политическая власть рассматривается в качестве основной части социальных отношений, из которых наиболее значимы отношения господства и подчинения.

  Первоначально Э. т. были открыто враждебны даже буржуазной демократии. В конце 30—40-х гг. И. Шумпетер и К. Манхейм (Германия) реконструируют Э. т., стремясь совместить их принципы с признанием буржуазно-демократических институтов. Манхейм утверждал, что отличительная черта демократии — конкуренция относительно открытых элит за позиции власти и «демократический оптимум элита-массы» («Essays on the Sociology of Culture», L., [1956], p. 200). В 60—70-х гг. на основе этих идей была сформулирована т. н. теория плюрализма элит (Даль) и идея их «консензуса» (согласия) относительно существующей политической системы (Дай, Цайглер).

  Классовые корни Э. т. лежат в разделении антагонистического общества на эксплуататорское меньшинство и эксплуатируемое большинство. Определённый этап исторического развития, связанный с недостаточным развитием производительных сил и представляющий предысторию человечества, Э. т. рассматривают как всеобщий закон, следствие «человеческой природы» и технологических требований сложного производства.

  Марксистская социология показывает ненаучный характер Э. т., их направленность против марксистского учения о классах и классовой борьбе, против требования социального равенства всех членов общества.

  Лит.: Миллс Р., Властвующая элита, пер. с англ., М., 1959; Ашин Г. К., Миф об элите и «массовом обществе», М., 1966; Бурлацкий Ф. М., Галкин А. А., Социология. Политика. Международные отношения, М., 1974; Mosca G., Elementi di scienza politica, 6 ed., [Mil.], 1953; Dye T. R., Zeigler L. Н., The irony of democracy: an uncommon introduction to American politics, 2 ed., Belmont, 1972; Dahl R. A., Polyarchy, Hew Haven, 1971; Prewitt K., Stone A., The ruling elites, N. Y., [a. o.], 1973.

  Г. К. Ашин.

(обратно)

Элк

Элк (Ełk), город на С.-В. Польши, в Сувалкском воеводстве. 33 тыс. жителей (1976). Ж.-д. узел. Пищевая промышленность, производство электротехнических изделий, фанеры, строительных материалов; льнозавод.

(обратно)

Элксне Ария

Э'лксне Ария (псевдоним; настоящая фамилия Фишере) (р. 7.2.1928, г. Крустпилс), латышская советская поэтесса. Член КПСС с 1963. В 1953 окончила Рижский медицинский институт. Печатается с 1956. Автор сборников стихов «Колосья говорят» (1960), «За тебя, Земля!» (1963), «Свет вершин» (1968), «Третья бесконечность» (1971), «На берегу тишины» (1973), «Ещё через одну реку» (1975), «До солнца додумать» (1977). Лирический герой Э. — наш современник со всем многообразием и глубиной его мыслей и переживаний.

  Соч. в рус. пер.: На берегу тишины, М., 1975; Женщины, Рига, 1976.

  Лит.: История латышской литературы, т. 2, Рига, 1971.

(обратно)

Эллада

Элла'да (греч. Hellas), у ряда древних авторов название области в Северной Греции (у Гомера — в Южной Фессалии, у Аристотеля — в Эпире); с распространением понятия «эллины» на всех греков Э. — название Греции.

(обратно)

Элладская культура

Элла'дская культу'ра, археологическая культура бронзового века (3—2-е тыс. до н. э.) в Средней Греции и на Пелопоннесе. Наряду с минойской культурой , кикладской культурой и др. входит в Эгейскую культуру . Подразделяется на ранний (3000—2000 до н. э.), средний (2000—1580 до н. э.) и поздний (1580—1200 до н. э.) периоды (или культуры раннеэлладскую, среднеэлладскую — минийскую, и позднеэлладскую — ми-кенскую), каждый период — на 3 субпериода (I—III). В раннеэлладском периоде существовали города, в основном неукрепленные, с узкими улицами, одно- или двухэтажными домами из сырца (на каменном фундаменте). Бронзовых вещей немного (ножи, топоры, кинжалы); характерны печати с геометрическими узорами; посуда высокого качества, разнообразных форм (в том числе амфоры, пифосы), красных и чёрных тонов, позднее — орнамент блестящей краской (так называемая прелаковая). В конце субпериода II некоторые поселения погибли от пожаров, которые связывают с появлением нового населения (минийцев). Среднеэлладский период известен преимущественно по укрепленным поселениям на холмах, со свободной планировкой; прямоугольные дома из 2—3 комнат с погребениями под полами и у стен; есть и могильники (курганы, цисты, погребения в ямах и пифосах). Оружие и орудия из бронзы; из камня делали сверлёные топоры, булавы, наконечники стрел. Часть керамики изготовлялась на гончарном круге (чаши, кубки); во II субпериоде появилась геометрическая роспись. В конце среднеэлладского периода (около 1600 дон. э.) в Греции появилось новое население с войском на боевых колесницах, создавшее первые микенские государства, хотя в целом микенская культура (см. Микены ) возникла на основе среднеэлладской.

  Лит.: Блаватская Т. В., Греческое общество второго тысячелетия до новой эры и его культура, М., 1976; Монгайт А. Л., Археология Западной Европы. Бронзовый и железный века, М., 1974; Caskey J. L., Greece, Crete, and the Aegean Islands in the early bronze age, Camb., 1965.

  В. С. Титов.

(обратно)

Эллер Хейно Янович

Э'ллер Хейно Янович (7.3.1887, Тарту, — 16.6.1970, Таллин), советский композитор и музыкальный педагог, народный артист СССР (1967). В 1920 окончил Петроградскую консерваторию. Преподавал в Высшей музыкальной школе в Тарту и Таллинской консерватории (с 1940 профессор). Основоположник национального стиля в эстонской инструментальной музыке, автор 3 симфоний (1936, 1947, 1964), симфонических картин и поэм (среди них «Заря», 1918), концерта для скрипки с оркестром (2-я ред. 1964), 5 струнных квартетов, многочисленных произведений для фортепьяно. Награжден орденом Ленина и 2 другими орденами.

  А. В. Хирвесоо.

Х. Я. Эллер.

(обратно)

Эллеф-Рингнес

Э'ллеф-Ри'нгнес (Ellef Ringnes), остров в Канадском Арктическом архипелаге, в группе островов Королевы Елизаветы (Свердрупа острова). Площадь 13,4 тыс. км 2 . Высота на В. до 175 м . Растительность арктических пустынь. Метеостанция и аэропорт Исаксен.

(обратно)

Эллинг

Э'ллинг (голл. helling), 1) сооружение на берегу моря, реки или озера, оборудованное для строительства судов. Э. является основной частью судостроительной верфи, отчего последнюю иногда также называли Э. В Э. размещаются наклонные к воде дорожки — стапели , на которых производится закладка и сборка корпусов, а также спуск судов. Различие между Э. и стапелем в значительной мере стёрлось, термин «Э.» стал употребляться главным образом как название перекрытий над стапелем. Открытые Э. имеют иногда горизонтальные стапельные площадки, на которые судно переводится с помощью тележек (см. Слип ). На современных больших судостроительных заводах сборка судов производится в Э., напоминающих сухие доки . 2) Э. судоремонтный — сооружение для вытаскивания судов на берег с целью ремонта или осмотра корпуса. 3) Помещение на гребной станции, оборудованное для хранения и мелкого ремонта спортивных судов, вёсел и другого инвентаря. 4) Сооружение для постройки, хранения и ремонта дирижаблей. В отличие от судостроительных, эти Э. не имели стапелей, строились полностью закрытыми и снабжались системой сборочных устройств и фиксаторов для сборки и последующей подвески дирижаблей в верхней части Э. В 70-х гг. некоторые страны имели небольшие Э. и причальные мачты для обслуживания лёгких дирижаблей полужёсткого типа.

  С. Я. Макаров.

(обратно)

Эллингтон Эдуард Кеннеди

Э'ллингтон (Ellington) Эдуард Кеннеди (прозвище — Дюк, Duke) (29. 4. 1899, Вашингтон, — 24.5.1974, Нью-Йорк), американский руководитель джаз-банда (см. Джаз ), пианист и композитор. Негр. Член Национального института искусства и литературы (1970). С 1916 играл в качестве пианиста-солиста с многими джаз-бандами. В 1918 организовал свой «Вашингтон-банд» (с 30-х гг. состоял из виртуозов), с которыми гастролировал в США, в 1933—72 — во многих странах мира. Автор лирических песен, концертов для джаза, музыки к фильмам и телепостановкам, а также оперы «Була», симфонических сюит; делал многочисленные аранжировки. Композитор-новатор, Э. применял развёрнутые циклические музыкальные формы («Концерт духовной музыки»), использовал африканские инструменты, придавшие звучанию специфический тембр. В сопровождении его оркестра выступали выдающиеся певцы. Давал концерты также в церкви. Выступал в СССР в 1971.

  Лит.: Ulanov В., Duke Ellington, N. Y., [1946]; Duke Ellington. His life and music, L., 1958; Dance S., The world of Duke Ellington, N. Y., 1970.

  Дж. К. Михайлов.

(обратно)

Эллинизм

Эллини'зм, этап в истории стран Восточного Средиземноморья со времени походов Александра Македонского (334—323 до н. э.) до завоевания этих стран Римом, завершившегося в 30 до н. э. подчинением Египта. Термины «Э.» введён в историографию в 30-х гг. 19 в. немецким историком И. Г. Дройзеном . Историки разных направлений трактуют его по-разному. Одни выдвигают на первый план взаимовлияние греческой и местных, преимущественно восточных, культур, расширяя иногда хронологические рамки этапа Э. до начала средневековья. Другие акцентируют внимание на взаимодействии социально-политических структур, подчёркивают ведущую роль греко-македонян, модернизируют экономические отношения. В советской историографии (С. И. Ковалев, А. Б. Ранович, К. К. Зельин и др.) Э. трактуется как конкретно-исторический этап в истории Восточного Средиземноморья, характеризующийся взаимодействием греческих и местных элементов в социально-экономических отношениях, политической организации и культурном развитии в конце 4—1 вв. до н. э.

  Возникновение эллинистических государств (борьба диадохов ) (конец 4 — начало 3 вв. до н. э.). К 323 (году смерти Александра Македонского) его держава охватывала Балканский полуостров, острова Эгейского моря, Египет, Переднюю Азию, южные районы Средней Азии, часть Центральной Азии, вплоть до нижнего течения Инда (см . карту к ст. Александр Македонский ). Важнейшей политической силой державы Александра была армия, которая и определила форму государственного устройства после его смерти. В результате непродолжительной борьбы между пехотой и гетайрами (отборной конницей) было достигнуто соглашение, по которому держава сохранялась как единое целое, а наследниками были провозглашены Арридей, побочный сын Филиппа II и ожидавшийся женой Александра Роксаной ребёнок. Фактически власть оказалась в руках небольшой группы знатных македонян, занимавших при Александре высшие воинские и придворные должности; регентом при слабоумном Филиппе III (Арридее) и Александре IV (сыне Роксаны) фактически стал Пердикка , управление Грецией и Македонией было оставлено за Антипатром и Кратером, Фракия была передана Лисимаху . В Малой Азии самое влиятельное положение занимал Антигон (Антигон I Одноглазый, см. в ст. Антигониды ) — сатрап Фригий, Ликий и Памфилий. Египет был передан в управление Птолемею Лагу (Птолемей I Сотер, см. в ст. Птолемеи ). Важные командные посты заняли Селевк (Селевк I Никатор ) и Кассандр (сын Антипатра). Пердикка пытался упрочить своё единовластие с помощью армии. Его выступления против Антигона и Птолемея Лага положили начало длительному периоду борьбы диадохов. Поход Пердикки в Египет (321) оказался малоуспешным и вызвал недовольство армии, в результате он был убит своими командирами. После гибели Кратера в столкновении с сатрапом Пафлагонии и Каппадокии Евменом произошло в Трипарадейсе (Сирия) новое распределение должностей и сатрапий (321). Регентом стал Антипатр, к нему вскоре была перевезена царская семья. Антигон получил полномочия стратега-автократора Азии, в его ведение перешли царские войска, находившиеся там. Селевк получил сатрапию Вавилонию; война с Евменом была поручена Антигону. В течение двух лет Антигон почти полностью вытеснил Евмена из Малой Азии. В 319 умер Антипатр, передав свои полномочия Полиперхонту — одному из старых и преданных македонской династии полководцев. Против него выступил Кассандр, пользовавшийся поддержкой Антигона. Война диадохов возобновилась с новой силой. Важнейшим театром военных действий стали Греция и Македония, где в борьбу между Полиперхонтом и Кассандром были втянуты и царский дом, и македонская знать, и греческие полисы. В результате царская династия окончательно утратила своё значение. Филипп III, его жена Эвридика и мать Александра Македонского Олимпиада погибли, Роксана с сыном оказались в руках Кассандра, которому удалось подчинить своей власти Македонию и большую часть Греции. Борьба между Евменом и Антигоном переместилась в Перейду и Сузиану; в начале 316 Евмен был разбит и Антигон стал самым могущественным из диадохов. Это заставило Птолемея, Селевка и Кассандра заключить союз против Антигона, к ним примкнул и Лисимах. Ожесточённые сражения проходили на море и на суше в пределах Сирии, Финикии, Вавилонии, Малой Азии и особенно в Греции. Война шла с переменным успехом и завершилась в 311 заключением мира, по которому диадохи выступали как самостоятельные, независимые правители. Новые войны диадохов начались в 307. К этому времени исчезла последняя формальная связь между частями бывшей державы Александра: Роксана и Александр IV были убиты по распоряжению Кассандра. Военные действия в Греции начал Антигон, очевидно, с целью завладеть Македонией и македонским престолом. Его сыну Деметрию удалось изгнать македонские гарнизоны из Мегары и Афин и сместить ставленника Кассандра. В 306 Деметрий разбил флот Птолемея возле Саламина на Кипре. После этой победы Антигон (Антигон I) присвоил себе и Деметрию (Деметрий I Полиоркет) царские титулы. Другие диадохи также провозгласили себя царями. В решающем сражении при Ипсе в 301 Лисимах, Селевк I и Кассандр нанесли полное поражение войску Антигона I, который погиб в этом бою. Деметрий с остатками войска отступил к Эфесу, в его распоряжении оставался ещё сильный флот и некоторые города Малой Азии, Греции и Финикии. Владения Антигона I были поделены главным образом между Селевком I и Лисимахом. К этому времени определились основные границы эллинистических государств: Птолемеев , Селевкидов , Вифинии и Понтийского царства .

  Дальнейшая борьба диадохов развертывалась в основном на территории Греции и Македонии. После смерти Кассандра в 298 разгорелась борьба за македонский престол между Деметрием I, Пирром — царем Эпира, сыновьями Кассандра и Лисимахом. Победителем вышел Деметрий I, но уже в 287—286 Лисимах в союзе с Пирром вытеснил его из Македонии и подчинил ее. В 283 умер Деметрий I, взятый в плен Селевком I. В 281 погиб Лисимах, разбитый Селевком, его государство распалось. В 281 (или 280) был убит Селевк I. Царём Македонии с 283 был сын Деметрия — Антигон II Гонат, положивший начало новой династии, объединявшей под своей властью Фракию и Македонию.

  Расцвет эллинизма (3 — начало 2 в в. до н. э.). Военные столкновения на протяжении 3 в. не прекращались, но носили более локальный характер. Наследники Птолемея I и Селевка I продолжали соперничать в Сирии, Финикии и Малой Азии (т. н. Сирийские войны). Птолемеи, владевшие самым сильным флотом, оспаривали господство Македонии в Эгейском море и Греции. Попытки Македонии расширить свои владения в Греции наталкивались на упорное сопротивление греческих полисов. От царства Селевкидов в 283 отпал Пергам , в 260 стала независимой Каппадокия. Около середины 3 в. отпали северо-восточные сатрапии и образовались независимые Парфянское царство и Греко-Бактрийское царство .

  Наиболее характерной чертой экономического развития эллинистического общества был рост товарного производства и торговли. Возникли новые крупные торговые и ремесленные центры — Александрия в Египте, Антиохия на Оронте, Селевкия на Тигре и др., ремесленное производство которых в значительной мере было ориентировано на внешний рынок. В приморских районах Малой Азии и Сирии создавались новые полисы, которые были и стратегическими пунктами, и административными, и экономическими центрами. Установились регулярные морские связи между Египтом, Сирией, Малой Азией, Грецией и Македонией; были налажены торговые пути по Красному морю, Персидскому заливу и дальше в Индию. Установились торговые связи Египта с Причерноморьем, Карфагеном и Римом. Расширились денежные обращение и денежные операции, чему способствовала перечеканка в монету драгоценных металлов, хранившихся в сокровищницах персидских царей и храмов. Возникшие на В. полисы, привлекали ремесленников, торговцев и людей других профессий.

  Полувековой период борьбы между диадохами был по существу периодом становления нового эллинистического общества со сложной социальной структурой и новым типом государства. Сложившиеся эллинистические монархии сочетали в себе элементы восточной деспотии (монархическая форма власти, постоянная армия и централизованный административный аппарат) с элементами полисного устройства. Характерные для полисов земельные отношения — частная собственность граждан и собственность города на неподелённые участки — осложнялись тем, что к городам приписывались сельские территории с местными деревнями. Население этих территорий не становилось гражданами города, но продолжало владеть своими участками, уплачивая подати городу или частным лицам, которые получили эти земли от царя, а потом приписали их к городу. На территории, не приписанной к городам, вся земля считалась царской. По данным египетских папирусов, она делилась на две категории: собственно царскую и «уступленные» земли, к которым относились храмовые, переданные царём в «дарение» своим приближённым и предоставляемые небольшими участками (клерами) воинам — клерухам (см. Клерухии ) или катэкам. На этих землях могли находиться также местные деревни, жители которых продолжали владеть своими наследственными наделами, уплачивая подати или налоги.

  Сложность земельных отношений обусловила многослойность социальной структуры эллинистических государств. Царский дом с его придворным штатом, высшая военная и гражданская администрация, наиболее зажиточные горожане и высшее жречество составляли верх. слой. Более многочисленным был средний слой — торговцы и ремесленники, персонал царской администрации, откупщики, клерухи и катэки, местное жречество, учителя, врачи и др. К низшим слоям принадлежало неимущее местное население (лаой): зависимые или полузависимые земледельцы, обрабатывавшие земли царя, знати, городов, работники царских мастерских (в монополизированных царём отраслях ремесла). Они считались лично свободными, но были прикреплены к месту своего жительства, к той или иной мастерской или профессии. Ниже их на социальной лестнице стояли рабы.

  Войны диадохов, распространение полисного строя дали сильный толчок развитию рабовладельческих отношений в их классической античной форме при сохранении и более примитивных форм рабства (должничества, самопродажи и т. п.). Но в сельском хозяйстве (особенно на царских землях) рабский труд не смог в сколько-нибудь заметных масштабах оттеснить труд местного населения, эксплуатация которого была не менее выгодной.

  Иной тип социального развития имел место в Греции и Македонии. Присоединение к Македонии не давало греческим полисам существенных экономических преимуществ. В то же время вековые традиции независимости в греческих полисах были особенно сильны. Поэтому экспансия Македонии встречала упорное сопротивление прежде всего демократических слоев, т. к. введение македонских гарнизонов сопровождалось обычно установлением олигархических режимов и ухудшением положения демоса. Поскольку мелким полисам по отдельности было трудно отстаивать свою независимость, происходил процесс объединения полисов в федерации (Этолийский союз, в который к конце 3 в. входили почти вся центральная Греция, Элида и Мессения, а также некоторые острова Эгейского моря; Ахейский союз , возник в 284, к 230 союз насчитывал около 60 полисов и охватывал значительную часть Пелопоннеса). Олигархическое руководство Ахейского союза, напуганное ростом социального движения в Спарте (реформы Агиса IV и Клеомена III ), обратилось за помощью к царю Македонии Антигону III Досону. В битве при Селласии (222/221) объединённые силы македонян и ахейцев уничтожили армию Клеомена III, в Спарту был введён македонский гарнизон. Обострение социальной борьбы заставило знать греческих полисов искать помощи у Македонии. Последние годы 3 в. были периодом наибольшего политического и экономического усиления Македонии. Воспользовавшись внутренними осложнениями в Египте, македонский царь Филипп V в союзе с селевкидским царём Антиохом III разделили владения Птолемеев вне Египта: к Македонии отошли все принадлежавшие Птолемеям полисы на побережье Геллеспонта, в Малой Азии и по побережью Эгейского моря; Антиох III после победы при Панионе (200) овладел Финикией и Сирией. Используя лозунг свободы греческих полисов, Рим, подчинивший к 200 всё Западное Средиземноморье, привлек на свою сторону Этолийский (199) и Ахейский (198) союзы и прежде всего имущие слои, которые видели в римлянах силу, способную обеспечить их интересы. Войны Македонии с Римом завершились заключением мира (197), по которому Македония лишилась всех владений в Малой Азии, Эгейском море и Греции.

  Внутренние осложнения в Египте (волнения войск в 216, восстание местных династов в 206 в Фиваиде, придворные смуты) и поражение Македонии в войне с Римом создали благоприятные условия для роста политического могущества царства Селевкидов. Приблизительно в 212—205 Антиох III совершил восточный поход, повторив маршрут Александра, и заставил Парфию и Бактрию признать зависимость от Селевкидов. Начавшаяся в 192 на территории Греции война с римлянами закончилась разгромом войск Антиоха III у Магнесии на Сипиле (190), в результате чего он был вынужден отказаться от всех своих владений в Европе и Малой Азии (к С. от Тавра). После этого от Селевкидов отпали Парфия и Бактрия, отделились находившиеся в зависимости от Селевкидов Великая Армения и Софена.

  Победа римлян коренным образом изменила политическую ситуацию: ни одно из эллинистических государств не могло более претендовать на гегемонию в Восточном Средиземноморье, возросло значение мелких государств: Вифинии, Каппадокии, Понта и особенно Пергама, опиравшегося на поддержку Рима.

  Упадок и подчинение Риму (2 — конец 1 вв. до н. э.). Объединение Западного Средиземноморья под властью Рима внесло существенные изменения в традиционной торговой связи Греции с Сицилией и другими греческими колониями на З. и в упрочившиеся в 3 в. связи Египта и Сирии с Северной Африкой и Италией. Начался процесс перемещения торговых путей и экономических центров. Военная и экономическая экспансия римлян сопровождалась интенсивным развитием рабовладельческих отношений в Италии и завоёванных областях: происходило массовое порабощение населения, расширялись торговля рабами и сфера применения рабского труда. Эти явления находили отражение во внутренней жизни эллинистических государств. Обострялась борьба в верхах: между слоями преимущественно городской знати (заинтересованной в более тесных связях с римским миром и в расширении рабовладения) и знатью, связанной с царским административным аппаратом и храмами и жившей в основном за счёт традиционных форм эксплуатации сельского хозяйства. Эта борьба выливалась в дворцовые перевороты, династические распри, городские восстания. Усилилось движение народных масс против налогового гнёта, злоупотреблений государственного аппарата, ростовщичества и порабощения, перераставшее иногда в своего рода гражданские войны, истощавшие экономику и военные силы государств, снижавшие их сопротивление римской агрессии. Немалую роль играла римская дипломатия, всячески поощрявшая обострение противоречий между эллинистическими государствами и династическую борьбу.

  Несмотря на попытки македонского царя Персея привлечь на свою сторону греческие полисы для совместной борьбы против Рима, к нему присоединились только Эпир и Иллирия. В результате македонская армия была разбита римлянами при Пидне (168), после чего Македония была разделена на 4 изолированных округа. В Эпире римляне разрушили большую часть городов и продали в рабство более 150 тыс. жителей, в Греции произвели пересмотр границ полисов. Вспыхнувшие в Македонии в 149—148 и в Ахейском союзе в 146 восстания были жестоко подавлены римлянами, после чего Македония была превращена в римскую провинцию, союзы греческих полисов распущены, всюду установлены олигархические режимы. Подчинив Грецию и Македонию, Рим начал наступление на государства Малой Азии. Римские торговцы и ростовщики, проникая в экономику государств Малой Азии, всё более подчиняли их внешнюю и внутреннюю политику интересам Рима. В 133 Пергам (в соответствии с завещанием Аттала III) перешёл под власть Рима, но только после подавления массового восстания под руководством Аристоника (132—129) римлянам удалось превратить его в римскую провинцию. Очагом сопротивления римской агрессии в Малой Азии стало Понтийское царство, которое в начале 1 в. при Митридате VI Евпаторе стало крупным государством, подчинив почти всё побережье Чёрного моря. Войны Митридата VI с Римом завершились в 64 поражением Понтийского царства. Пока Рим был занят покорением Македонии, царство Селевкидов оправилось от ущерба, причинённого войной с Римом. Антиох IV Епифан в 170, затем в 168 совершил успешные походы в Египет и осадил Александрию, но вмешательство Рима заставило его отказаться от своих завоеваний. Политика эллинизации, проводившаяся Антиохом IV, вызвала восстания в Иудее (171 и 167—160), переросшие в войну против господства Селевкидов. Сепаратистские тенденции проявились и в восточных сатрапиях, которые ориентировались на Парфию. Попытки Антиоха VII Сидета (139/138—129) восстановить единство державы (вновь подчинил Иудею и предпринял поход против Парфии) окончились полным поражением и его гибелью. От Селевкидов отпали Вавилония, Персия и Мидия. В начале 1 в. самостоятельными стали области Коммагена (в Малой Азии) и Иудея. Территория государства Селевкидов сократилась до пределов собственно Сирии, Финикии, Келесирии и части Киликии. В 64 царство Селевкидов было присоединено к Риму как провинция Сирия. В 63 Иудея также была присоединена к Риму.

  В Египте после походов Антиоха IV вновь начались народные движения и одновременно острая династическая борьба, перешедшая в настоящую внутреннюю войну, опустошавшую страну. Тем временем римляне всячески содействовали внешнеполитическому ослаблению Египта. В 96 к Риму была присоединена Киренаика, в 58 — Кипр. Римляне вплотную подошли к границам Египта, лишь гражданская война в самом Риме отсрочила его подчинение. В 30 до н. э. было завоёвано это последнее эллинистическое государство. Эллинистический мир как политическая система был поглощён Римской империей, но элементы социально-экономической структуры и культурные традиции, сложившиеся в эллинистическую эпоху, оказали огромное воздействие на дальнейшее развитие Восточного Средиземноморья и в значительной мере определили его специфику (см. Эллинистическая культура ).

  Лит.: Блаватская Т. В., Голубцова Е. С., Павловская А. И., Рабство в эллинистических государствах в III — I вв. до н. э., М., 1969; Жебелев С. А., Из истории Афин, 229—31 годы до Р. Хр., СПБ, 1898; Зельин К. К., Исследования по истории земельных отношений в эллинистическом Египте II — I вв. до н. э., М., 1960; Зельин К. К., Трофимова М. К., Формы зависимости в Восточном Средиземноморье эллинистического периода, М., 1969; Ковалев С. И., История античного общества. Эллинизм. Рим, Л., 1936; Ранович А. Б., Эллинизм и его историческая роль, М. — Л., 1950; Пикус Н. Н., Царские земледельцы (непосредственные производители) и ремесленники в Египте III в. до н. э., М., 1972; Свенцицкая И. С., Социально-экономические особенности эллинистических государств, М., 1963; Хвостов М. М., История восточной торговли греко-римского Египта, Казань, 1907; его же, Текстильная промышленность в греко-римском Египте, Казань, 1914; Шофман А. С., История античной Македонии, ч. 2, Казань, 1963; Дройзен И. Г., История эллинизма, пер. с нем., т. 1—3, М., 1890—93; Тарн В., Эллинистическая цивилизация, пер. с англ., М., 1949; Bevan Е., A history of Egypt under the Ptolemaic dynasty, L., 1927; Bikerman Е., Institutions des Seleucides, P, 1938; Gary М., A history of the Greek world from 323 to 146 В. С., L. — N. Y., 1965; Cohen R., La Grece et l'hellenisation du monde antique, nouv. ed., P., 1948; Dasealakis Ap., The hellenism of the ancient Macedonians, Thessalonike, 1965; Kaerst J., Geschichte des Hellenismus, Bd 1—2, Lpz., 1926—27; Petit P., La civilisation hellenistique, P., 1965; Rostovtzeff М., The social and economic history of the Hellenistic world, t. 1—3, Oxf., 1941; Toynbee A., Hellenism. The history of a civilization, N. Y. — L., 1959; Will Е., Histoire politique du monde hellenistique (323—30 av. J. C.), v. 1—2, Nancy, 1966—67.

  А. И. Павловская.

Терракотовая статуэтка эллинистического времени. «Кормилица с ребёнком». Терракота из Танагры. Лувр. Париж.

Терракотовая статуэтка эллинистического времени. «Раб, несущий ребёнка». Терракота из Мирины. Государственные музеи. Берлин.

Терракотовая статуэтка эллинистического времени. «Раб или крестьянин с тяжёлым грузом». Терракота из М. Азии. Британский музей. Лондон.

Эллинистические государства.

Терракотовая статуэтка эллинистического времени. «Старик-рыбак». 3 в. до н. э. Капитолийские музеи. Рим.

(обратно)

Эллинистическая культура

Эллинисти'ческая культу'ра, термин, имеющий два смысловых значения: хронологическое — культура эпохи эллинизма и типологическое — культура, возникшая в результате взаимодействия греческих (эллинских) и местных элементов. Типологическое понимание приводит к расширению хронологических и географических рамок вплоть до включения в понятие «Э. к.» всей культуры античного мира от времени походов Александра Македонского (4 в. до н. э.) до падения Римской империи (5 в. н. э.). При этом не принимаются во внимание качественные изменения в идеологии и культуре, возникшие после римского завоевания и особенно в период кризиса и упадка античного рабовладельческого общества.

  Сложившаяся на всей территории эллинистического мира культура не была единообразной. В каждой области она формировалась путём взаимодействия местных, наиболее устойчивых традиционных элементов культуры с культурой, принесённой завоевателями и переселенцами — греками и негреками. Формы синтеза определялись воздействием многих конкретных обстоятельств: численным соотношением различных этнических групп (местных и пришлых), уровнем их экономики и культуры, социальной организацией, политической обстановкой и т. д. Даже при сопоставлении крупных эллинистических городов (Александрии, Антиохии на Оронте, Пергама и т. д.), где греко-македонское население играло ведущую роль, отчётливо видны особые, характерные для каждого города черты культурной жизни; ещё яснее проступают они во внутренних областях эллинистических государств (например, в Фиваиде, Вавилонии, Фракии). И, однако, всем местным вариантам Э. к. свойственны некоторые общие черты, обусловленные, с одной стороны, сходными тенденциями социально-экономического и политического развития общества на всей территории эллинистического мира, с другой — обязательным участием в синтезе элементов греческой культуры. Образование эллинистических монархий в сочетании с полисной структурой городов способствовало возникновению новых правовых отношений, нового социально-психологического облика человека и общества, нового содержания его идеологии. Напряжённая политическая обстановка, непрерывные военные конфликты между государствами и социальные движения внутри них также наложили существенный отпечаток на Э. к. В Э. к. более выпукло, чем в классической греческой, выступают различия в содержании и характере культуры эллинизированных верхних слоев общества и городской и сельской бедноты, в среде которой устойчивее сохранялись местные традиции.

  Религия и мифология. Наиболее характерной чертой эллинистической религии и мифологии является синкретизм, в котором восточное наследие играло огромную роль. Боги греческого пантеона отождествлялись с древними восточными божествами, наделялись новыми чертами. Менялись формы почитания божеств, мистерии приобретали более оргиастический характер. При сохранении местных различий в пантеоне и формах культа постепенно получили всё более широкое распространение некоторые универсальные божества, объединявшие в себе сходные функции наиболее почитаемых божеств разных народов. Одним из главных культов стал культ Зевса Гипсиста (высочайшего над всем), отождествлявшегося с финикийским Ваалом, египетским Амоном, вавилонским Белом, иудейским Яхве и др. Его многочисленные эпитеты — Пантократор (всемогущий), Сотер (спаситель), Гелиос (солнце) и другие — свидетельствуют о необычайном расширении его функций. С культом Зевса по распространённости соперничал культ Диониса с мистериями, сближавшими его с культами египетского бога Осириса , малоазийских богов Сабазия и Адониса. Из женских божеств главным и почти повсеместно почитаемым божеством стала египетская Исида , воплотившая черты многих греческих и азиатских богинь. Специфическим порождением эллинистической эпохи был культ Сераписа — божества, которое обязано своим появлением религиозной политике Птолемеев , стремившихся слить воедино привычный для греков антропоморфный облик Зевса-Посейдона с функциями египетских зооморфных божеств Осириса и Аписа. Сложившиеся на В. синкретические культы проникли в полисы Малой Азии, Греции и Македонии, а затем и в Западное Средиземноморье. Некоторые восточные культы почти в неизмененной форме воспринимались греками. До уровня главных божеств выросло значение богини судьбы Тихе. Эллинистические цари, используя восточные традиции, усиленно насаждали царский культ.

  Философия. В эпоху эллинизма продолжают свою деятельность Академия платоновская , аристотелевский Ликей (перипатетическая школа ), киники и киренская школа . В то же время возникают три новые философские школы, оспаривающие друг у друга влияние на эллинистический мир: скептицизм , эпикуреизм и стоицизм . Объединяет их общая сосредоточенность на вопросах умонастроения и поведения индивида, достижения им внутренней независимости от окружающего мира и связанное с этим вытеснение онтологической проблематики этической. Школа скептиков, основанная в последней четверти 4 в. до н. э. Пирроном , призывала к достижению невозмутимости духа на пути отказа от поисков невозможного, по их мнению, объективного знания, воздержания от суждений и следования разумной вероятности, традициям и обычаям. В дальнейшем скептицизм сливается с Платоновской академией (т. н. 2-я и 3-я Академии, основанные Аркесилаем и Карнеадом ), а в 1 в. до н. э. развивается Энесидемом. Эпикур , создавший своё учение на основе атомистического учения Демокрита и этики киренаиков, начал преподавать в 309 до н. э., проповедуя достижение счастья и духовного блаженства (безмятежность и спокойствие души) через умеренность в чувств, удовольствиях, самообладание и т. п. Школа Эпикура, существовавшая до середины 4 в. н. э., оказывала значительное воздействие на мировоззрение эллинистической эпохи. Деятельность основателей стоицизма — Зенона из Китиона, Клеанфа и Хрисиппа — протекала в 3—2 вв. до н. э. Возрождая концепции досократовской философии (прежде всего Гераклита), стоики представляли космос разумным огненным дыханием, дробящимся на многообразие логосов, одним из которых является человек; непоколебимость духа усматривается в полном подчинении космическому разуму, для чего необходимы бесстрастие и добродетельность.

  С середины 2 в. до н. э начинается процесс сакрализации, сближения философии с религиозно-мифологическими традициями Греции и Востока. Философия становится на путь эклектического объединения различных систем. Центральной фигурой этого процесса является Посидоний , синтезировавший пифагорейско-платоническую и стоическую философию в детально разработанную и обширную систему платонического стоицизма, оказавшую огромное влияние на античную философию вплоть до Плотина .

  Естественнонаучные взгляды. Крупнейшим научным центром эллинистического мира была Александрия с Александрийским мусейоном и Александрийской библиотекой , где работали выдающиеся учёные Средиземноморья. Значительного развития достигло в Александрии изготовление книг, чему способствовала монополия Египта на папирус. Другими важными центрами эллинистической науки были Пергам, Антиохия на Оронте, о. Родос. Большинство учёных, деятельность которых протекала в этих центрах, были греками. Греческий язык стал международным научным языком той эпохи.

  Высшие достижения математики и астрономии, особенно расцветших в Александрии в 3—2 вв. до н. э., связаны с именами Евклида , Архимеда , Аполлония Пергского , Аристарха Самосского , Гиппарха из Никеи. В трудах этих учёных эллинистическая наука подошла к ряду проблем: дифференциальное и интегральное исчисление, теория конических сечений, гелиоцентрическая система мира и т. д., нашедших дальнейшее развитие лишь в новое время. Из математиков, работавших в Александрии, известны также Никомед , Диокл, Зенодор (труд «Об изопериметрических фигурах») и Гипсикл, автор XIV книги евклидовых «Начал» и трактата «О многоугольных числах». Селевк из Селевкии (2 в. до н. э.) выступал как последователь гелиоцентрической системы Аристарха, установил зависимость морских приливов и отливов от положения Луны. Успехи теоретической механики были связаны прежде всего с работами Архимеда; известность приобрёл также псевдоаристотелевский трактат «Механические проблемы». Развитию прикладной механики содействовали многочисленные изобретения Ктесибия. Достижения прикладной механики были подытожены в трудах Герона Александрийского.

  Походы Александра Македонского стимулировали расширение географических знаний. Ученик Аристотеля Дикеарх около 300 до н. э. составил карту всей известной тогда ойкумены н попытался определить размеры земного шара; его результаты были уточнены Эратосфеном из Кирены, плодотворно работавшим в самых различных областях знаний. Посидоний с о. Родос написал помимо философских сочинений ряд работ по географии, астрономии, метеорологии и др. Труд Страбона «География» (в 17 кн.) обобщил географические знания эпохи.

  Накопленные знания в области ботаники были систематизированы Теофрастом . Большой интерес был достигнут в области анатомии человека и в медицине. Деятельность Герофила из Халкедона и Эрасистрата была этапом на пути к созданию научной анатомии. Под влиянием этих учёных на рубеже 3 и 2 вв. до н. э. возникла школа врачей-эмпириков (Филин Косский, Серапион Александрийский и др.), признававшая опыт в качестве единственного источника медицинских знаний.

  Историческая наука. Сюжетами исторических сочинений обычно служили события недавнего прошлого и современные авторам. На выбор темы и освещение событий историками, несомненно, влияли политическая борьба, политические и философские теории современной им эпохи. В исторических сочинениях обсуждались вопросы о роли судьбы и выдающихся личностей в истории, об идеальной форме государства, возникающей из смешения демократии, аристократии и монархии, о слиянии истории отдельных стран во всемирную историю и т. п. По своей форме произведения многих историков находились на грани художественной литературы: изложение событий искусно драматизировалось, использовались риторические приёмы, эмоционально воздействовавшие на широкую аудиторию. В таком стиле писали историю Александра Македонского Каллисфен (конец 4 в.) и Клитарх Александрийский (не ранее 280—270), историю греков Западного Средиземноморья — Тимей из Тавромения (вскоре после 264), историю Греции с 280 по 219 — Филарх Афинский. Другое направление историографии придерживалось более строгого и сухого изложения фактов (не исключавшего тенденциозности), например: история походов Александра, написанная Птолемеем I после 301; история периода борьбы диадохов, написанная Иеронимом из Кардии (не ранее 272), и др. Крупнейшим историком 2 в. был Полибий , автор всемирной истории от 220 до 146. Вслед за Полибием в 1 в. всемирную историю писали Посидоний из Апамеи, Николай Дамасский , Агатархид Книдский, Диодор Сицилийский . Продолжала разрабатываться история отдельных государств, изучались хроники и декреты греческих полисов, возрос интерес к истории восточных стран. Уже в начале 3 в. появились труды на греческом языке местных жрецов-учёных: Манефона (история фараоновского Египта), Бероса (история Вавилонии), Аполлодора из Артемиты (история парфян); исторические сочинения на местных языках (например, Книги Маккавеев о восстании жителей Иудеи против Селевкидов).

  Литература. Важнейшей чертой художественной литературы эпохи эллинизма было сужение её социального горизонта по сравнению с предшествующим (т. н. полисным) периодом греческой истории. Публичный характер сохраняли только театр, представления, но и в театре на смену общественно-политической и обличительной комедии Аристофана пришла так называемая новая аттическая комедия (Менандр , Филемон, Дифил — 2-я половина 4 — начало 3 вв. до н. э.) с её интересом к частному быту и семейным перипетиям. Трагедии периода эллинизма не сохранились, хотя постановки засвидетельствованы в течение всего эллинистического периода как в Афинах, так и почти на всей территории эллинистического мира (вплоть до Армении и Причерноморья).

  С начала 3 в. до н. э. литература получила развитие в новых культурных центрах, главным образом в Александрии, где художественное творчество неразрывно было связано с учёными изысканиями филологов, работавших в знаменитой Александрийской библиотеке. Изучение художественной литературы прошлого заставило эллинистических поэтов осознать как устойчивость существующих литературных традиций, так и необходимость их обновления. Отсюда интенсивное экспериментирование в области давно сложившихся жанров. Элегия из средства общественного и морального назидания превращается в повествование с мифологическим содержанием в творчестве Филита с о. Кос (около 320—270), Гермесианакта из Колофона (р. около 300) и Каллимаха из Кирены. В то же время Каллимах заменил традиционный героический эпос жанром небольшой поэмы («эпиллия»), излагавшей в бытовых тонах побочные эпизоды героического сказания. В т. н. идиллиях Феокрита бытовая ситуация часто разрабатывалась в формах, заимствованных из фольклорного состязания певцов или свойственных драматической сценке (миму ) из жизни городской семьи. Этот же круг тем составляет содержание «Мимиамбов» Геронда , обнаруженных на папирусе в конце 19 в. Период эллинизма был также временем расцвета эпиграммы, в которой на первое место выступала любовная тематика: возникновение страсти, встреча влюблённых, неудовлетворённое чувство.

  Традиционный жанр героического эпоса нашёл продолжение у Аполлония Родосского , однако он также испытал влияние учёности, обязательной для поэзии Э. к. и требовавшей от авторов вплетения в основную сюжетную канву всякого рода антикварных справок, редких слов и мифов.

  Существенное значение для последующего развития античной и средневековой литературы имели прозаические жанры, оформлявшиеся в период эллинизма с привлечением фольклорной новеллы, рассказов о чудесных странах: любовный роман с участием легендарных царей и полководцев («Роман о Нине»), псевдоисторические описания идеального общественного устройства (Ямбул, Эвгемер). Литература Э. к. достигла значительного успеха в изображении внутреннего мира человека, его повседневного быта, в то время как использование фольклорной традиции расширило границы литературных жанров.

  Архитектура и изобразительное искусство. Противоречия политического и социально-экономического развития общества обусловили противоречивость эллинистического искусства, в котором соединяются рационализм и экспрессивность, скептицизм и эмоциональность, элегичность и глубокий драматизм, архаизация и новаторство. Усилились локальные различия художественных школ: александрийской, пергамской, родосской, афинской, сирийской и др. На территориях к В. от Евфрата первоначально взаимодействие греч. и местных элементов было незначительным; период бурного синтеза, в результате которого возникли искусство Парфянского царства , Гандхары , Кушанского царства , начался после падения власти греко-македонян.

  Эллинистическое зодчество отличают стремление к освоению огромных открытых пространств, к эффекту грандиозности, желание поразить человека величием и смелостью инженерно-строительной мысли, логикой конструкций, импозантностью форм, точностью и мастерством исполнения. В художественном облике городов (Александрия в Египте, Дура-Европос, Пергам, Приена, Селевкия на Тигре), построенных обычно по регулярному плану, важная роль отводилась большим колоннадам (вдоль главных улиц) и 1—2-ярусным колонным портикам, отдельно стоящим (по периметру агоры) или являющимся частью здания; в формировании городских центров — царским дворцам, домам для собраний (булевтериям, экклесиастериям), театрам, святилищам. Особенность эллинистических городов — величественные архитектурные ансамбли, для которых характерны согласованность зданий друг с другом и с окружающим ландшафтом, регулярность планировки, подчёркивание горизонталей и вертикалей фасадных плоскостей, симметричность и фронтальность композиций построек как элементов ансамбля, рассчитанных на восприятие с фасада. Архитектурные типы общественных, жилых и культовых зданий большей частью восходили к эпохам греческой архаики и классики, но интерпретировались в духе времени; появились новые виды зданий — библиотеки, мусейоны (Александрийский мусейон), инженерные сооружения (Фаросский маяк в Александрии). Синкретизм эллинистической религии повлиял на развитие типов храмов, святилищ, алтарей, мемориальных зданий, в которых сильнее, чем в гражданских постройках, сказалось взаимодействие с искусством Востока (святилище Асклепия на о. Кос, катакомбы Ком-эш-Шукафа в Александрии, городище Ай-Ханум в Северном Афганистане). Эксцентричность эллинистического зодчества нашла выражение в эффектных пластических композициях алтарей Малой Азии (алтарь Зевса в Пергаме). Эллинистический ордер отличается свободным отношением к традиционной схеме и тенденцией к усилению декоративно-оформительной функции за счёт конструктивной. В восточно-эллинистическом искусстве греческие ордера подверглись местной интерпретации («псевдокоринфские» капители колонн в Ай-Хануме). В изобразительном искусстве, наряду с творческим использованием классического наследия, созданием гармонических образов (Афродита Мелосская, 2 в. до н. э.), существовала тенденция механического подражания классике (неоаттическая школа), порождавшая внутренне холодные, лжепатетические произведения (статуя Аполлона Мусагета, начало 3 в. до н. э., Ватиканские музеи). Скульптура перестала служить гражданственным идеалам полиса; в ней нарастали отвлечённость, декоративность, повествовательность, подчас иллюстративность («Лаокоон»).

  Характерные для эллинистической пластики драматизм, экспрессия и патетическая страстность, призванные активно воздействовать на зрителя, внутренняя напряжённость образов и внешняя эффектность форм, построенных на взаимодействии с окружающим пространством, неожиданные ракурсы и динамичные жесты, сложный рисунок композиции и смелые контрасты света и тени наиболее ярко выражены в горельефном фризе алтаря Зевса в Пергаме, статуе Нике Самофракийской. Многоплановость и противоречивость эллинистической скульптуры проявились в сосуществовании идеализированных портретов монархов, предельно монументализированных статуй божеств («Колосс Родосский»), гротескных мифологических (силены, сатиры) или горделиво величественных (терракоты Танагры) образов, острохарактерных изображений стариков, драматических «портретов философов». Широкое развитие получила садово-парковая скульптура, проникнутая настроениями покоя. В мозаиках различаются свободная, живописная манера исполнения и более строгая, классицизирующая. Общие для Э. к. тенденции прослеживаются в вазописи, глиптике, торевтике, художественных сосудах из стекла.

  Лит.: Целлер Э., Очерк истории греческой философии, пер. с нем., М., 1913, с. 211—330; The Cambridge history of later Greek and early medieval philosophy, Camb., 1970.

  Гейберг И. Л., Естествознание и математика в классической древности, [пер. с нем.], М. — Л., 1936; Тарн В., Эллинистическая цивилизация, пер. с англ., М., 1949 (гл. 9 — Наука и искусство); Sarton G., A history or science. Hellenistic science and culture in the last three centuries B. C., Camb., 1959; Histoire generate des sciences, publ. R. Taton, t. 1, P., 1957.

  Блаватский В. Д., Культура эллинизма, «Советская археология», 1955, т. 22; Бокщанин А., Древнегреческие историки позднеклассического периода и эпохи эллинизма, «Исторический журнал», 1940, № 10; Зелинский Ф. Ф., Религия эллинизма, П., 1922; Kumaniecki К., Historia kultury starozytnej Grecji i Rzymu, 3 wyd., Warsz., 1967; Nilsson М. P., Geschichte der griechischen Religion, Bd 2 — Die hellenistische und röмische Zeit, 2 Aufl., Мünch., 1961.

  Тройский И. М., История античной литературы, 3 изд., Л., 1957; Радциг С. И., История древнегреческой литературы, 4 изд., М., 1977; Webster Т. В. L., Hellenistic poetry and art, L., 1964.

  Полевой В. М., Искусство Греции. Древний мир, М., 1970; Charbonneaux J., Martin R., Villard Fr., Hellenistic art, N. Y., 1973; Fouilles d'Ai Khanourn. I (Campagnes 1965, 1966, 1967, 1968), P., 1973.

  А. И. Павловская (религия и мифология, историческая наука), А. Л. Доброхотов (философия), И. Д. Рожанский (естественнонаучные взгляды), В. Н. Ярхо (литература), Г. И. Соколов (архитектура и изобразит. иск-во), Г. А. Кошеленко (вост.-эллинистич. искусство).

Эллинистическая культура. Большой алтарь Зевса в Пергаме. Ок. 180 до н. э. Фрагмент реконструкции. Античное собрание. Берлин.

Эллинистическая культура. «Дионис на пантере». Мозаика дворца в Пелле. 4 в. до н. э. Музей Пелла.

Эллинистическая культура. «Танцующий пигмей». Бронза. 2—1 вв до н. э. Национальный музей Бардо. Тунис.

Эллинистическая культура. Голова Диониса из Хатры. Бронза. 1 в. до н. э. Иракский музей. Багдад.

Эллинистическая культура. Руины храма Зевса Олимпийского в Афинах. Вид с востока. 1-я пол. 2 в. до н. э. Перестройки римского времени.

Эллинистическая культура. Ритон. Серебро, позолота. 1 в. до н. э. — 1 в. н. э. Эрмитаж, Ленинград.

Эллинистическая культура. Фасад святилища Афины Никефоры в Пергаме. 4—3 вв. до н. э.

Эллинистическая культура. Символические сцены и «гигантомахия» фриза храма Гекаты в Лагине. Мрамор. Кон. 2 — нач. 1 вв. до н. э. Археологический музей. Стамбул.

Аллегория Нила. Т. н. Тарелка Фарнезе. Сардоникс. Национальный музей. Неаполь.

Эллинистическая культура. Голова статуи Антиоха IV из Шами. Бронза. 2 в. до н. э. Археологический музей. Тегеран.

Эллинистическая культура. «Раненый галл». Мрамор. Римская копия с греческого оригинала. Ок. 230 до н. э. Капитолийские музеи. Рим.

Эллинистическая культура. Дойдалс из Вифинии. «Коленопреклонённая Афродита». Мрамор. Ок. сер. 3 в. до н. э. Национальный римский музей, Рим.

Эллинистическая культура. Голова философа. Бронза. Кон. 3 — нач. 2 вв. до н. э. Национальный археологический музей. Афины.

Эллинистическая культура. Капитель «Малых пропилей» святилища Деметры в Элевсине. Ок. 40 до н. э.

Эллинистическая культура. «Александр Македонский». Фрагмент мозаики с изображением битвы греков и персов. Национальный музей, Неаполь.

Эллинистическая культура. Руины дворца в Пелле. 4 в. до н. э.

Эллинистическая культура. Диоскурид из Самоса. «Уличные музыканты». Мозаика. Кон. 2 в. до н. э. Национальный музей, Неаполь.

Эллинистическая культура. «Саркофаг Александра» из Сидона. Мрамор. Роспись. 325—310 до н. э. Археологический музей. Стамбул.

Эллинистическая культура. «Хирон, воспитывающий Ахилла». Фреска из Геркуланума. По оригиналу последней трети 4 в. до н. э. Национальный музей. Неаполь.

Эллинистическая культура.«Девушка из Анцио». Мрамор. 1-я пол. 3 в. до н. э. Национальный римский музей, Рим.

Эллинистическая культура. Чаша с двойными стенками. Стекло. Орнамент из тонких листов золота между стенками. 2—1 вв. до н. э. Эрмитаж, Ленинград.

(обратно)

Эллины

Э'ллины (греч. Hellenes), самоназвание греков . Впервые термин «Э.» для обозначения всех греков встречается у поэта Архилоха (7 в. до н. э.).

(обратно)

Эллипс (геометрич.)

Э'ллипс, линия пересечения круглого конуса с плоскостью, встречающей одну его полость (рис. 1 ). Э. может быть также определён как геометрическое место точек М плоскости, для которых сумма расстояний до двух определенных точек F 1 и F 2 (фокусов Э.) этой плоскости есть величина постоянная. Если выбрать систему координат xOy так, как указано на рис. 2 (OF 1 =OF 2 = с), то уравнение Э. примет вид:

   (*)

  (2a = F 1 M + F 2 M, ). Э. — линия второго порядка ; она симметрична относительно осей AB и CD; точка О — центр Э. — является его центром симметрии; отрезки AB = 2a и CD = 2b называются соответственно большой и малой осями Э.; число е = с/а <1 — эксцентриситет Э. (при е = 0, то есть при а = b, Э. есть окружность). Прямые, уравнения которых x = —а/е и х = а/е, называются директрисами Э.; отношение расстояния точки Э. до ближайшего фокуса к расстоянию до ближайшей директрисы постоянно и равно эксцентриситету. Точки А, В, С, D пересечения Э. с осями Ox и Оу называются его вершинами. См. также Конические сечения .

Рис. 2. к ст. Эллипс.

Рис. 1. к ст. Эллипс.

(обратно)

Эллипс инерции

Э'ллипс ине'рции в сопротивлении материалов, графическое изображение, используемое для вычисления осевых и центробежных моментов инерции плоской фигуры (например, поперечного сечения стержня) относительно осей, проходящих через её центр тяжести. При построении Э. и. его полуоси, численно равные главным радиусам инерции фигуры, совмещаются с её главными центральными осями.

(обратно)

Эллипс (пропуск в речи)

Э'ллипс (от греч. elleipsis — нехватка, опущение, выпадение), пропуск в речи (тексте) подразумеваемой языковой единицы: звука или звукосочетания (обычно в разговорной речи: «када» — когда, «мож-быть» — может быть), слова (словосочетания), названного в контексте («У отца был большой письменный стол, а у сына маленький»), составляющего часть фразеологического оборота («Ты в любом случае выйдешь сухим» [из воды]), предсказываемого значением и (или) формой др. слов («Ты на работу?» [идёшь]; [Я] «сижу за решёткой в темнице сырой...» — Пушкин), ясного из ситуации («Мне чёрный» [кофе, хлеб...]). Э. синтаксического члена, не восстанавливаемого однозначно, носит экспрессивный, эмоциональный характер и используется как фигура стилистическая («Я за свечку, свечка — в печку», К. Чуковский).

(обратно)

Эллипсоид

Эллипсо'ид (от эллипс и греч. eidos — вид), замкнутая центральная поверхность второго порядка . Э. имеет центр симметрии О (см. рис. ) и три оси симметрии, которые называются осями Э. Точки пересечения координатных осей с Э. называются его вершинами. Сечения Э. плоскостями являются эллипсами (в частности, всегда можно указать круговые сечения Э.). В надлежащей системе координат уравнение Э. имеет вид:

  x 2 /a 2 +y 2 /b 2 +z 2 /c 2 = 1.

Рис. к ст. Элипсоид.

(обратно)

Эллиптическая геометрия

Эллипти'ческая геоме'трия, то же, что Римана геометрия .

(обратно)

Эллиптическая точка

Эллипти'ческая то'чка поверхности, точка, в которой полная кривизна поверхности положительна. В окрестности Э. т. поверхность расположена по одну сторону от своей касательной плоскости.

(обратно)

Эллиптические галактики

Эллипти'ческие гала'ктики, гигантские звёздные системы, имеющие форму эллипсоида. Э. г., как правило, не содержат космической пыли. См. Галактики .

(обратно)

Эллиптические интегралы

Эллипти'ческие интегра'лы, интегралы вида

,

где R (x, у ) — рациональная функция х и , а Р (х ) — многочлен 3-й или 4-й степени без кратных корней.

  Под Э. и. первого рода понимают интеграл

 (1)

под Э. и. второго рода — интеграл

где k — модуль Э. и., 0 < k < 1 (х = sin j, t = sin a. Интегралы в левых частях равенств (1) и (2) называются Э. и. в нормальной форме Якоби, интегралы в правых частях — Э. и. в нормальной форме Лежандра. При х = 1 или j = p/2 Э. и называются полными и обозначаются, соответственно, через

и

  Своё назв. Э. и. получили в связи с задачей вычисления длины дуги эллипса и = a sin a, v = b cos a(a < b ). Длина дуги эллипса выражается формулой

где   — эксцентриситет эллипса. Длина дуги четверти эллипса равна E (k ). Функции, обратные Э. и., называются эллиптическими функциями .

(обратно)

Эллиптические координаты

Эллипти'ческие координа'ты, координаты, связанные с семейством софокусных эллипсов и гипербол (см. Софокусные кривые ). Э. к. точки М и её декартовы координаты х, у связаны соотношениями х = с chu cos v, у = с shu sin v.

(обратно)

Эллиптические траектории

Эллипти'ческие траекто'рии, траектории , которые может описывать материальная точка (или центр масс тела) при движении под действием силы ньютонианского тяготения . В поле тяготения Земли, если пренебречь сопротивлением среды, Э. т. будет в 1-м приближении траектория центра масс тела, которому вблизи поверхности Земли сообщена начальная скорость , где  » 11,2 км/сек — вторая космическая скорость (R — радиус Земли, g — ускорение силы тяжести).

(обратно)

Эллиптические функции

Эллипти'ческие фу'нкции, функции, связанные с обращением эллиптических интегралов . Э. ф. применяются во многих разделах математики и механики как при теоретических исследованиях, так и для численных расчётов.

  Подобно тому как тригонометрическая функция u = sinx является обратной по отношению к интегралу

  так обращение нормальных эллиптических интегралов 1-го рода

  где z = sin jw, k — модуль эллиптического интеграла, порождает функции: j = am z — амплитуда z (эта функция не является Э. ф.) и w = sn z = sin (am z ) — синус амплитуды. Функции cn — косинус амплитуды и dn z — дельта амплитуды определяются формулами

  Функции sn z, cn z, dn z называют Э. ф. Якоби. Они связаны соотношением

  sn2 z + cn2 z = k2 sn2 z + dn2 z = 1.

  На рис. представлен вид графиков Э. ф. Якоби. Они связаны соотношением

  sn2 z + cn2 z = k 2 sn2 z + dn2 z = 1

  На рис. представлен вид графиков Э. ф. Якоби для действительного x и 0 < k < 1; а

— полный нормальный эллиптический интеграл 1-го рода и 4K — основной период Э. ф. sn z. В отличие от однопериодической функции sin х, функция sn z — двоякопериодическая. Её второй основной период равен 2iK, где

  и  — дополнительный модуль. Периоды, нули и полюсы Э. ф. Якоби приведены в таблице, где m и n — любые целые числа.

Функции Периоды Нули Полюсы sn z 4Km + 2iK'n 2mK + 2iK'n }2mK + (2n + 1) iK' cn z 4K + (2K + 2iK' ) n (2m + 1) K + 2iK'n dn z 2Km + 4iK'n (2m + 1) K + (2n + 1) iK

  Э. ф. Вейерштрасса Ã(х ) может быть определена как обратная нормальному эллиптическому интегралу Вейерштрасса 1-го рода

  где параметры g 2 и g 2 — называются инвариантами Ã(x ). При этом предполагается, что нули e 1 , e 2 и e 3 многочлена 4t 3 — g 2 t — g 3 различны между собой (в противном случае интеграл (*) выражался бы через элементарные функции). Э. ф. Вейерштрасса Ã(х ) связана с Э. ф. Якоби следующими соотношениями:

,

,

.

  Любая мероморфная двоякопериодическая функция f (z ) с периодами w1 и w2 , отношение которых мнимо, т. е. f (z + m w1 + п w2 ) = f (z ) при m , n = 0, ± 1, ±2,... и , является Э. ф. Для построения Э. ф., а также численных расчётов применяют сигма-функции и тэта-функции .

  Изучению Э. ф. предшествовало накопление знаний об эллиптических интегралах, систематическое изложение теории которых дал А. Лежандр . Основоположниками теории Э. ф. являются Н. Абель (1827) и К. Якоби (1829). Последний дал развёрнутое изложение теории Э. ф., названное его именем. В 1847 Ж. Лиувилль опубликовал изложение основ общей теории Э. ф., рассматриваемых как мероморфные двоякопериодические функции. Представление Э. ф. через Ã-функцию, а также z-, s-функции дано К. Вейерштрассом в 40-х гг. 19 в. (две последние не являются Э. ф.).

  Лит.: Маркушевич А. И., Теория аналитических функций, 2 изд., т. 2, М., 1968; Гурвиц А., Курант Р., Теория функций, пер. с нем., М., 1968; Уиттекер Э, Т., Ватсон Дж. Н., Курс современного анализа, пер. с англ., 2 изд., ч. 2, М., 1963; Бейтмен Г., Эрдейи А., Высшие трансцендентные функции. Эллиптические и автоморфные функции. Функции Ламе и Матье, пер. с англ., М., 1967.

Рис. к ст. Эллиптические функции.

(обратно)

Эллиптический параболоид

Эллипти'ческий параболо'ид, один из двух видов параболоидов .

(обратно)

Эллиптический цилиндр

Эллипти'ческий цили'ндр, линейчатая цилиндрическая поверхность, уравнение которой может быть приведено к виду x 2 /a 2 + y 2 b 2 = 1. См. Поверхности второго порядка .

(обратно)

Эллис (атоллы)

Э'ллис (Ellice) (с 1975 — Тувалу; Tuvalu), группа атоллов на З. Тихого океана, в Полинезии. Владение Великобритании. Площадь 24 км 2 . Население 5,8 тыс. человек (1973). Состоит из 9 низменных коралловых атоллов, вытянутых на 600 км. Плантации кокосовой пальмы, бананов. Экспорт копры. Административный центр — г. Фунафути.

(обратно)

Эллис Фред

Э'ллис (Ellis) Фред (5.6. 1886, Чикаго, — 10. 6. 1965, Нью-Йорк), американский график-карикатурист. С 1924 член компартии США. Учился в художественной школе в Чикаго (1905), с 1927 главный художник «Дейли уоркер», в 1930—36 работал в СССР для газет «Правда» и «Труд». В ясных, широких и живописных по манере рисунках Э. нашли страстное и лаконичное выражение темы обличения капитализма, призыв к борьбе рабочего класса, гневное осуждение фашизма.

  Лит.: Дурус А., Фред Эллис, М. — Л., 1937; Выгодская Т., Фред Эллис, «Искусство», 1964, № 11.

Ф. Эллис. «Не беспокойтесь, здесь только коммунисты». Рисунок. 1934.

(обратно)

Эллора

Элло'ра, Эллур, Элура, деревня в Индии, в 15 км от Аурангабада (штат Махараштра), близ которой — группа из 34 высеченных в скале буддийских, брахманских и джайнских храмов (все — между 6—13 вв.), в том числе монолитный храм Кайласанатха, стилобат одной из трёх частей которого опоясан изваяниями слонов в натуральную величину.

(обратно)

Элляй

Элля'й (литературное имя; настоящее имя и фамилия Серафим Романович Кулачиков) [16(29). 11. 1904, Нижнеамгинский наслег Ботурусского улуса, ныне Алексеевского района Якутской АССР, — 14. 12. 1976, Якутск], якутский советский поэт. Народный поэт Якутской АССР (1964). Член КПСС с 1946. В 1928 окончил Московский институт журналистики. Участник Великой Отечественной войны 1941—45. Автор сборников стихов и поэм «Красные песни» (1925), «Счастливая жизнь» (1938), «Песни победы» (1950), «Негаснущий огонь» (1969), «Сердце друга» (1973) и др. Новизна формы, самобытность, гражданский пафос стихов Э. обусловили влияние его творчества на развитие якутской поэзии. Перевёл произведения А. С. Пушкина, Т. Г. Шевченко, В. В. Маяковского и др. Награжден орденом Октябрьской Революции, 2 другими орденами, а также медалями.

  Соч.: Талыллыбыт айымньылар, т. 1—2, Якутскай, 1964—65; Талыллыбыт айымньылар, т. 1—2, Якутскай, 1974; в рус. пер. — Мой хомус, М., 1974.

  Лит.: Очерк истории якутской советской литературы, М., 1970.

(обратно)

Элмайра

Элма'йра (Elmira), город на С.-В. США, в штате Нью-Йорк, на р. Шеманг (приток Саскуэханны). 36 тыс. жителей (1975), с пригородами 100 тыс. жителей Металлообрабатывающая и машиностроительная (производство пишущих и счётных машин, конторского и радиоэлектронного оборудования, противопожарной техники), химическая промышленность. Основан в 1788.

(обратно)

Элодея

Элоде'я , водяная зараза, водяная чума (Elodea), род многолетних трав семейства водокрасовых. Стебли погружены в воду. Листья в мутовках. Около 10 видов, родом из Америки. Э. канадская (Е. canadensis) как заносное растение встречается во многих районах земного шара, в СССР — в Европейской части и Западной Сибири, в стоячих и медленно текущих водах. Известны только пестичные (женские) растения, очень быстро размножающиеся вегетативно. Обширные скопления Э. препятствуют судоходству, рыболовству и т. п. (отсюда название «водяная зараза» или «водяная чума»). Зелёная масса Э. используется как корм и на удобрение. Несколько видов разводят в аквариумах.

Элодея канадская: часть растения с пестичными цветками; а — пестичный цветок.

(обратно)

Элой Бланко Андрее

Эло'й Бла'нко (Eloy Blanco) Андрее (6. 8. 1897, Кумана, — 21. 5. 1955, Мехико), венесуэльский поэт, политический деятель. Окончил юридический факультет Центрального университета (1920). Участвовал в антидиктаторском движении, за что подвергался репрессиям; много лет провёл в эмиграции. После смерти в 1935 Х. В. Гомеса — председатель муниципалитета Каракаса, председатель Национального собрания и министр иностранных дел в правительстве Р. Гальегоса . В стихах воспел природу и народ Венесуэлы, любовь и семейную жизнь, выразил мечту о всеобщем братстве народов. Внёс в поэзию Венесуэлы темы и формы латиноамериканского фольклора. Автор сборников стихов «Песни моей земли» (1921), «Время стрижки деревьев» (1934), «Каменный корабль» (1937), «Лунацвет» (1955), «Хуанбимбада» (опубликовано 1960), сборников рассказов «Аэроплан-наседка» (1935) и «Возвращение Мальвина» (1937), драмы «Аби-гайль» (1937), эссе «Варгас — душеприказчик скорби» (1947).

  Соч.: Obras, v. 1—10, [Caracas, 1960]; в рус. пер. — Зеркало в чёрной раме, М., 1974; [Стихи], в сборнике: Поэзия Латинской Америки, М., 1975.

  Лит.: Художественное своеобразие литератур Латинской Америки, М., 1976 (см. указатель); Homenaje е Andres Eloy Blanco, Caracas, 1958.

(обратно)

Элонгация звезды

Элонга'ция звезды' (позднелат. elongatio, от elongo — удаляюсь), положение звезды в её видимом суточном движении по небесной сфере, при котором она максимально отклонена по азимуту от точки юга. Элонгация наблюдается только у звёзд, имеющих верхнюю кульминацию на участке небесного меридиана между полюсом мира и зенитом места наблюдений. Различают западную и восточную Э. з.

(обратно)

Элонгация планеты

Элонга'ция плане'ты, положение нижней планеты (Венеры или Меркурия) в момент, когда её долгота максимально отличается от долготы Солнца. Различают восточную и западную Э. п. В момент элонгации Венера находится на угловом расстоянии 48° от Солнца. Угловое расстояние Меркурия от Солнца в момент элонгации, вследствие большего эксцентриситета его орбиты, изменяется в пределах от 18 до 28°. Во время элонгации планеты движутся по лучу зрения к Земле или от Земли. См: Конфигурации в астрономии.

(обратно)

Элпидин Михаил Константинович

Элпи'дин Михаил Константинович (1835, с. Никольское Лаишевского у. Казанской губернии, — 1908, Женева, Швейцария), русский революционер-шестидесятник, деятель вольной русской печати . Сын дьякона. Окончил Чистопольское духовное училище, служил в Казанском уездном суде. С 1860 — вольнослушатель Казанского университета. Во время Бездненского выступления 1861 находился в с. Бездна, был арестован и вскоре освобожден за недостатком улик. За участие в студенческих выступлениях 1861 выслан на родину. Член казанского революционного кружка (с 1862 — отделение общества «Земля и воля» ). В 1863 арестован по делу о Казанском заговоре 1863 , приговорён к 5 годам каторги, 6 июля 1865 бежал из Казанского тюремного замка, эмигрировал, примкнул к «Молодой эмиграции» . В 1866 организовал в Женеве русскую типографию, в 1881 — книжную лавку. Вместе с Н. Я. Николадзе издавал журнал «Подпольное слово» (1866, № 1—2); в типографии Э. печатались журналы «Современность» (1868, № 1—7) и «Народное дело» (1868, № 1—2), газета «Общее дело» , одним из издателей которой он был. За 40 лет Э. выпустил около 200 книг, в том числе первое отдельное издание романа «Что делать?» (1867) и сборник сочинений Н. Г. Чернышевского (т. 1—4, 1868—70), запрещенные цензурой произведения М. Е. Салтыкова-Щедрина, Л. Н. Толстого и др., а также каталоги своего книжного магазина (последний в 1906).

  Соч.: Библиографический каталог. Профили редакторов и сотрудников, [Geneve, 1906].

  Лит.: Козьмин Б. П., Казанский заговор 1863 г., М., 1929; его же, Революционное подполье в эпоху «белого террора», [М.], 1929; Пинаев М., М. К. Элпидин в 80— 90-е гг. (Из истории русской эмиграции), «Русская литература», 1966, № 2; его же, «Вольные» русские издания М. Элпидина, в кн.: Вопросы русской и зарубежной литературы, Волгоград, 1970; Сводный каталог русской нелегальной и запрещенной печати XIX в., ч. 8, М., 1971

  Ю. Н. Коротков.

(обратно)

Элсмир

Э'лсмир (Ellesmere), остров на С.-В. Канадского Арктического архипелага. Площадь около 250 тыс. км 2 . Высота до 2604 м. Многочисленные фьорды разделяют остров на несколько обособленных частей — земель (Гранта, Гриннелла, Свердрупа, Элсмир). Около 1 /3 поверхности покрыто ледниками. Растительность арктических пустынь и тундр.

(обратно)

Элсуорт (горы)

Э'лсуорт (Ellsworth Mountains), горы в южной части Земли Элсуорта (Западная Антарктида). Простираются на 300 км от 77° до 80° ю. ш. Наиболее крупные хребты — Сентинел и Херитидж. Массив Винсон в горах Сентинел (5140 м ) — высочайшая вершина Антарктиды. Открыты в 1935 американским лётчиком Л. Элсуортом .

(обратно)

Элсуорт Линкольн

Э'лсуорт (Ellsworth) Линкольн (12. 5. 1880, Чикаго, — 26. 5. 1951, Нью-Йорк), американский полярный исследователь, лётчик. В 1925 был штурманом одного из двух самолётов в экспедиции Р. Амундсена к Северному полюсу. В 1926 участвовал в экспедиции Амундсена на дирижабле «Норвегия» (по маршруту Шпицберген — Северный полюс — Аляска). В 1931 участник полёта на дирижабле «Граф Цеппелин» на Землю Франца-Иосифа. В ноябре—декабре 1935 вместе с лётчиком Г. Холлик-Кеньоном совершил первый трансантарктический перелёт (от Антарктического полуострова до Литл-Америка). В полёте были открыты горная цепь Этернити, хребет Сентинел, Земля и горы Э., названные им в честь своего отца Дж. Элсуорта. В 1938—39 совершил полёты во внутренние области Антарктиды. В честь Э. названы мыс на о. Янг (о-ва Баллени), горная вершина в хребте Куин-Мод и антарктическая станция.

  Соч.: Beyond horizons, N. Y., 1938.

  Лит.: Трешников А. Ф., История открытия и исследования Антарктиды, М., 1963.

(обратно)

Элсуорт (полярная станция)

Э'лсуорт (Ellsworth), научная станция на шельфовом леднике Фильхнера (77° 43' ю. ш., 41° 07' з. д.). Открыта США 11 февраля 1957; в 1959 передана Аргентине. В 1957—62 на станции проводились метеорологические, актинометрические, геофизические и гляциологические наблюдения. Служила базой для маршрутных исследований прилегающих районов. Названа в честь американского лётчика Л. Элсуорта .

(обратно)

Элсуорта Земля

Э'лсуорта Земля' (Ellsworth Land), часть территории Западной Антарктиды к Ю.-З. от Антарктического полуострова, между 62° и 102° з. д. На 3. в Э. 3. вдаётся шельфовый ледник Фильхнера. Высота ледникового покрова 2000 м; мощность льда 1000—3000 м. В центре над ледниковой поверхностью возвышаются горы Элсуорт (высота до 5140 м — высшая точка Антарктиды). Открыта в 1935 Л. Элсуортом .

(обратно)

Элсхот Биллем

Э'лсхот (Elsschot) Биллем (псевдоним; настоящее имя — Альфонс Де Риддер, De Ridder) (7.5.1882, Антверпен, — 31.5. 1960, там же), бельгийский писатель. Писал на фламандском языке. Получил коммерческое образование. Выступил как поэт: сборник «Ранние стихотворения» (1934). В романе «Вилла роз» (1913) разоблачен нравственный мир мещанства. Повесть «Избавление» (1921) рассказывает о деревенской жизни. Трагической судьбе «маленького человека» в буржуазном обществе посвящен роман «Разочарование» (1921). Автор сатирического романа «Силки» (1924) и повестей. Психологическая проза Э. — значительная веха в развитии критического реализма в бельгийской литературе 20 в.

  Соч.: Verzameld werk, Arnst., 1957; в рус. пер. — Вилла роз. Силки. Сыр. Танкер. Блуждающий огонек. Предисл. И. Шкунаевой, М., 1972.

  Лит.: Smits F., W. Elsschot, Brussel, 1952; Stuiveling G., W. Elsschot, Brussel, 1960; Carmiggelt S., Notities over Willem Elsschot, Arnst., 1976.

  В. В. Данчев.

(обратно)

Элуру

Элу'ру , город в Индии, в штате Андхра-Прадеш. 127 тыс. жителей (1971). Расположен на судоходном канале, соединяющем реки Годавари и Кришна. Хлопкоочистка, производство кожаных, табачных изделий, электротоваров. Кустарные промыслы.

(обратно)

Эль Греко Доменико

Эль Гре'ко (El Greco; собств. Теотокопули, Teotocopuli) Доменико (1541, о. Крит, — 7.4.1614, Толедо), испанский живописец. По происхождению грек. Первоначально учился, по-видимому, на о. Крит у иконописцев, что во многом предопределило своеобразие его творчества. После 1560 уехал в Венецию, где, возможно, учился у Тициана . С 1570 работал в Риме. Испытал воздействия маньеризма , Микеланджело , а также венецианских мастеров Позднего Возрождения (Тициана, Я. Бассано , Тинторетто ).

  Расцвет таланта Э. Г. наступил в Испании, куда он переехал около 1577 (не получив признания при дворе в Мадриде, художник поселился в Толедо). В зрелом творчестве Э. Г., родственном религиозной поэзии испанских мистиков 16 в. (Хуан де ла Крус и др.), в иллюзорно-беспредельном живописном пространстве стираются грани между землёй и небом; резкие ракурсы и неестественно вытянутые пропорции создают эффект стремительного изменения масштабов фигур и предметов, то внезапно вырастающих, то исчезающих в глубине («Мученичество св. Маврикия», 1580—1582, Эскориал; «Погребение графа Оргаса», 1586—88, церковь Санто-Томе, Толедо; «Святое Семейство», около 1590—95, Музей искусств, Кливленд). Но ведущее значение в этих произведений получает колорит, основанный на обилии неожиданных рефлексов, беспокойной игре контрастирующих цветов, то ярко вспыхивающих, то гаснущих в призрачном мерцании.

  Острая эмоциональность образного строя характерна и для портретов Э. Г., порой отмеченных беспощадной психологической выразительностью («Инквизитор Ниньо де Гевара»).

  Черты ирреальности нарастают в поздних произведениях Э. Г. («Снятие пятой печати», Метрополитен-музей, Нью-Йорк; «Лаокоон», Национальная галерея искусства, Вашингтон; оба — 1610—14), где фигуры напоминают языки пламени, мятущиеся в пепельно-сером, взвихренном пространстве. Глубоким трагизмом овеян «Вид Толедо» (1610—14, Метрополитен-музей, Нью-Йорк).

  Проникнутое острым субъективизмом и вместе с тем напряжённым вниманием к возвышенно-драматическим порывам человеческого духа, творчество Э. Г. в 17—19 вв. было забыто и заново открыто лишь в начале 20 в.

  Лит.: Валлантен А., Эль Греко (Доменико Теотокопули), [пер. с франц.], М., 1962; Каптерева Т. П., Эль Греко, М., 1965; Малицкая К. М., Истоки творчества Эль Греко, в сборнике: Сообщения Музея изобразительных искусств им. А. С. Пушкина, т. 5, М., 1975; Wethey Н. Е., El Greco and his school, v. 1—2, Princeton, 1962; Cossio M. B., El Greco, Barcelona, 1972.

Эль Греко. «Погребение графа Оргаса». 1586—88. Церковь Санто-Томе. Толедо. Фрагмент.

Эль Греко. «Вознесение». Прадо. Мадрид.

Эль Греко. «Св. Иероним». Собрание Мелона. Вашингтон.

Эль Греко. «Поэт О. Парависино». 1609. Музей изящных искусств. Бостон.

Эль Греко. «Моление о чаше». Национальная галерея. Лондон.

Эль Греко. «Мученичество св. Маврикия». 1580—82. Эскориал. Фрагмент.

Эль Греко. «Апостолы Пётр и Павел». 1614. Эрмитаж. Ленинград.

Эль Греко. «Вид Толедо». 1610—14. Метрополитен-музей. Нью-Йорк.

Эль Греко. «Снятие пятой печати». 1610—14. Метрополитен-музей. Нью-Йорк.

(обратно)

Эль-Аламейн

Эль-Аламе'йн, населенный пункт на С. Египта, в 104 км западнее Александрии. Во время 2-й мировой войны 1939—45 8-я британская армия (командующий генерал Б. Монтгомери) 23 октября — 4 ноября 1942 провела западнее Э.-А. наступательную операцию против итало-немецкой танковой армии «Африка» (командующий генерал-фельдмаршал Э. Роммель). Войска Роммеля оборонялись западнее Э.-А. на 60-км укрепленном рубеже. Танковая армия «Африка» (12 дивизий, в том числе 2 моторизованные и 4 танковые, и 1 бригада) насчитывала около 80 тыс. человек, 540 танков, 1219 орудий, 350 самолётов. Усилить эту группировку в ходе операции итало-немецкое командование не могло, т. к. советско-германский фронт поглощал почти все резервы, 8-я британская армия (10 дивизий, в том числе 3 танковые, и 4 бригады) была доведена до 230 тыс. человек, 1440 танков, 2311 орудий и 1500 самолётов. Поздно вечером 23 октября британские войска перешли в наступление. Прорыв осуществлялся на 9-км участке. Вследствие невысокой плотности артиллерии (50 орудий на 1 км фронта) система огня противника не была подавлена, и британским войскам за ночь удалось лишь незначительно вклиниться во вражескую оборону. В сражение были введены 3 бронетанковые дивизии, предназначавшиеся для развития успеха в глубине. Противник подтянул к участку прорыва резервы и предпринял ряд контратак. Поэтому до 27 октября британские войска вклинились лишь на 7 км, после чего наступление было приостановлено. 2 ноября 8-я британская армия возобновила наступление при поддержке корабельной артиллерии и авиации. Роммель пытался контрударами из глубины сорвать наступление союзников, но атаки итало-немецких танковых дивизий были отбиты с большими для них потерями, 8-я британская армия продвинулась на направлении главного удара ещё на 5 км, а утром 4 ноября подвижные группы развили успех и, быстро продвигаясь на 3. и Ю.-З., создали угрозу охвата итало-немецкой группировки. Роммель начал поспешный отход в Ливию. В результате победы под Э.-А. был достигнут перелом в ходе Северо-Африканских кампаний 1940—43 в пользу союзников. Итало-немецкая армия, потеряв 55 тыс. человек, 320 танков и около 1000 орудий, была вынуждена окончательно отказаться от наступательных планов и начать общее отступление.

  Лит.: История второй мировой войны 1939— 1945, т. 6, М., 1976; Playfair I. S. О., Molony С. J. С., The Miditerraneanand Middle East, v. 4, L., 1966.

  Н. М. Черепанов.

(обратно)

Эль-Амарна

Эль-Ама'рна, Амарна, Тель-эль-Амарна, поселение на восточном берегу Нила, в 287 км к Ю. от Каира, возле которого расположены остатки одной из столиц Древнего Египта Ахетатона («Горизонт Атона»), перенесённой из Фив Аменхотепом IV (Эхнатоном) в конце 15 в. до н. э. Раскопки ведутся с 1891 (под руководством Питри , идентифицировавшего руины с Ахетатоном, Г. Франкфорта , Ч. Л. Вулли и др.). В центре города находился большой дворец, на окраинах — загородные дворцы, на С. — дворец царицы Нефертити (все из сырца). В центральном квартале была канцелярия (сохранились многочисленные клинописные таблички — Тель-эль-Амарнский архив ), в западной части — квартал полиции, арсенал, площадь для парадов. В южной части располагались дома придворных, квартал скульпторов (в мастерской начальника скульпторов Тутмеса были найдены знаменитые скульптуры Эхнатона и Нефертити). К С. находились жилища чиновников и купцов. На набережной стояли амбары. В гористой части был царский некрополь. Рабочие некрополя жили в квартале, окруженном высокой стеной с одними воротами, с узкими улицами и тесными домами. Город просуществовал около 15 лет; после смерти Эхнатона и отмены религиозной реформы Аменхотепа IV был покинут.

  Лит.: Davies N. de Garis, The rock tombs of El Amarna, pt, 1—6, L., 1903—08 (Archaeological survey of Egypt. Memoirs № 13—18); Peet T. Е., Woolley C. L., Pendlebury J. D. S., The City of Akhenaten, pt. 1—3, L., 1923—51.

(обратно)

Эль-аргарская культура

Эль-арга'рская культу'ра, археологическая культура бронзового века (17—10 вв. до н. э.) на Ю.-В. и частично в центральных районах Испании. Названа по находкам у селения Эль-Аргар (El Argar) в провинции Альмерия. Поселения на холмах укреплены каменными стенами. Каменные жилища в основном прямоугольные, из нескольких комнат, с крытыми галереями для подвода воды. Найдены остатки металлургических мастерских, каменные литейные формы, изделия из бронзы (треугольные кинжалы, плоские топоры, мечи длиной более 60 см, листовидные ножи) и камня, украшения из бронзы, серебра (в т. ч. женские диадемы) и золота. Керамика с чёрной или тёмно-коричневой поверхностью, без орнамента (шаровидные чаши, кубки с высокой ножкой, сосуды с коническим горлом). Погребения — на поселениях, обычно в керамических яйцевидных урнах, реже — в каменных ящиках, самые редкие — в ямах (детские — в кувшинах). Часты захоронения под полом жилищ или вмурованные в стены.

  Лит.: Монгайт А. Л., Археология Западной Европы. Бронзовый и железный века, М., 1974.

(обратно)

Эль-Аси

Эль-А'си, Нахр-эль-Аси (в античное время Оронт), река в Ливане, Сирии и Турции. Длина 571 км, площадь бассейна 22,3 тыс. км 2 . Берёт начало в долине Бекаа, в Ливане. В пределах Сирии протекает через озеро Хомс (площадь 60 км 2 ) и по днищу заболоченного грабена Эль-Габ; в Турции — по котловине озера Амик, с которым соединена протокой. Впадает в залив Антакья Средиземного моря. Средний расход воды около 80 м 3 /сек; повышенная водность зимой. Используется для орошения. На Э. — гг. Хомс (Сирия), Антакья (Турция).

(обратно)

Эль-Асир

Эль-Аси'р, провинция на Ю.-З. Саудовской Аравии, на побережье Красного моря. Площадь 36 тыс. км 2 . Административный центр — г. Абха. Занимает равнину Тихама и горный хребет Эль-Асир. Основное занятие населения — земледелие. На Э.-А. приходится около 60% всех возделываемых земель Саудовской Аравии. Выращивают (на богаре) пшеницу, ячмень, сорго. Добыча каменной соли. Переработка с.-х. продукции. Кустарно-ремесленное производство. Морской промысел. Рыболовство; добыча чёрного коралла и янтаря.

(обратно)

Эль-Аснам

Эль-Асна'м (б. Орлеанвиль), город на С. Алжира, в долине р. Шелиф. Административный центр вилайи Эль-Аснам. 49 тыс. жителей (1966). Торгово-транспортный узел. Пищевая, кожевенная, текстильная промышленность. Строится (1978) крупный химический завод.

(обратно)

Эль-Аюн

Эль-Аю'н, город в Западной Сахаре. Расположен на Атлантическом побережье, в оазисе на левом берегу уэда Хамра. 24,5 тыс. жителей (1972). Торговый центр. Близ Э.-А. — порт по вывозу фосфоритов, добываемых на месторождении Бу-Краа (в 100 км к Ю.-В. от Э.-А.).

(обратно)

Эльба (остров)

Э'льба (Elba), остров в Средиземном море, в Тосканском архипелаге; отделен от Апеннинского полуострова проливом Пьомбино (ширина 12 км ). Территория Италии. Площадь 223 км 2 . Население 28,8 тыс. человек (1971). Многочисленные бухты. Высота до 1019 м. Сложен главным образом гранитами. Возделывание маслин, инжира, винограда. Основной порт — Портоферрайо. Э. — место первой ссылки Наполеона I (с 4 мая 1814 по 26 февраля 1815).

(обратно)

Эльба (река)

Э'льба , Лаба (нем. Elbe, чеш. Labe), река в Чехословакии, ГДР и ФРГ. Длина 1165 км, площадь бассейна 145,8 тыс. км 2 . Берёт начало на юго-западных склонах гор Крконоше (система Судет). В верхнем течении имеет большое падение, образуя Эльбский водопад (высотой до 70 м ); затем протекает по холмистым равнинам Северной Чехии. Принимая северо-западное направление (которое сохраняет до устья), прорывается в ущельях через восточные отроги Рудных гор и гор Саксонской Швейцарии. Ниже г. Мейсен течёт по Среднеевропейской равнине, образуя широкую долину с заболоченными участками, озёрами. На отдельных участках русло Э. укреплено дамбами, извилины спрямлены. Ширина реки возрастает от 100—150 м у Дрездена до 300—500 м у Гамбурга. Впадает в Северное море, образуя эстуарий (длиной около 100 км, шириной от 2,5 до 15 км ). Основные притоки справа — Йизера, Шварце-Эльстер, Хафель; слева — Влтава, Огрже, Мульде, Заале. Весеннее половодье, образованное талыми-снеговыми водами; летняя межень с отдельными дождевыми паводками, повышенная водность в остальные сезоны года. Многолетние колебания воды достигают 7—8 м. Средний расход воды около границы ЧССР и ГДР около 300 м 3 /сек, в нижнем течении — около 750 м 3 /сек. Морские приливы распространяются вверх по течению на 160 км. В верховьях замерзает на 1,5—2 мес, в нижнем течении — на 2—3 нед. (в мягкие зимы ледостав не образуется). Судоходна на 950 км, до г. Колин (ЧССР), до Гамбурга поднимаются морские суда. Соединена системой каналов с Балтийским морем и рр. Рейн, Везер, Эмс, Одра. На Э.— города Градец-Кралове, Пардубице, Усти (ЧССР), Дрезден, Мейсен, Магдебург (ГДР), Гамбург (ФРГ).

  А. П. Муранов.

(обратно)

Эль-Баб

Эль-Баб, город в Сирии, в мухафазе Халеб. 21,4 тыс. жителей (1970). Автодорогой соединён с г. Халеб. Торговый центр с.-х. района (зерновые, хлопчатник, овцеводство). Ремёсла (производство тканей, ковров).

(обратно)

Эльбан

Эльба'н, посёлок городского типа в Амурском районе Хабаровского края РСФСР. Ж.-д. станция на линии Волочаевка — Комсомольск-на-Амуре, в 76 км к Ю.-З. от Комсомольска-на-Амуре. Механический завод. Молочно-овощной совхоз.

(обратно)

Эльбасан

Эльбаса'н (Elbasani), город в центральной части Албании, на р. Шкумбини. Административный центр рети Эльбасан. Около 60 тыс. жителей (1975). Транспортный и промышленный центр. Производство оливкового масла, плодовых консервов, табачно-ферментационное производство, деревообрабатывающая промышленность. Завод чёрной металлургии.

(обратно)

Эльба-Траве канал

Э'льба — Тра'ве кана'л (Elbe-Trave-Kanal; также Elbe-Lübeck-Kanal), судоходный канал в ФРГ. Соединяет р. Эльба у г. Лауэнбург с р. Траве у её впадения в Любекскую бухту Балтийского моря, у г. Любек. Открыт в 1900. Длина 61,5 км, глубина 2,5 м; 7 шлюзов. Доступен для судов водоизмещением до 1 тыс. т.

(обратно)

Эльба-Хафель канал

Э'льба — Ха'фель кана'л (Elbe Havel-Kanal), судоходный канал в ГДР, в округах Магдебург и Потсдам. Соединяет р. Эльба в её среднем течении (западнее г. Бург) с р. Хафель у озера Плауэр (к Ю.-З. от г. Бранденбург) и далее с Берлинской водной системой (р. Шпре, Тельтов-канал, р. Одер и др.). Длина 56,4 км, глубина 2 м; 3 шлюза. Доступен для судов водоизмещением до 1 тыс. т.

(обратно)

Эльберфельдское восстание 1849

Эльберфе'льдское восста'ние 1849, восстание рабочих и мелкой буржуазии г. Эльберфельд (Elberfeld; с 1929 в составе г. Вупперталь) в период Революции 1848—49 в Германии . Началось 8 мая. Послужило сигналом к вооруженной борьбе в ряде городов Рейнской провинции Пруссии в защиту имперской конституции, разработанной Франкфуртским национальным собранием 1848—49 и отвергнутой прусским королём и другими германскими монархами. В Э. в. участвовал Ф. Энгельс, руководивший строительством баррикад. Линия Энгельса на объединение локальных очагов восстаний в Рейнской провинции встретила сопротивление буржуазных кругов, которые добились высылки Энгельса из города. В ночь на 17 мая отряды рабочих были вытеснены из Эльберфельда (часть их пробилась на Ю., в восставший Пфальц).

  Лит.: Энгельс Ф., Эльберфельд, Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 6; его же, Германская кампания за имперскую конституцию, там же, т. 7.

  Л. И. Гольман.

(обратно)

Эль-Билайим

Эль-Била'йим, город в Египте, на западном побережье Синайского полуострова. Связан автомобильной магистралью с г. Суэц. Центр месторождения нефти.

(обратно)

Эльблонг

Э'льблонг (Elblag), город в Польше, административный центр Эльблонгского воеводства, близ Вислинского залива Балтийского моря, порт на р. Эльблонжка. 101 тыс. жителей (1977). Тяжёлое (турбины, судовое оборудование, редукторы, металлообрабатывающие станки) и транспортное машиностроение, деревообрабатывающая, пищевая, швейная промышленность.

(обратно)

Эльбрус (горный массив)

Эльбру'с (кабард. — Ошхомахо, балк. — Мингитау), высочайший горный массив Большого Кавказа, в системе Бокового хребта. Представляет собой сложенный в основном андезитами конус потухшего вулкана на высоком цоколе из гранитов и кристаллических сланцев. Западная вершина (высота 5642 м ) и восточная (5621 м ) разделены глубокой седловиной (5325 м ). Э. покрыт шапкой фирна и льда, от которой в стороны спускаются 54 ледника (крупнейшие — Б. Азау, Ирик, Терскол). Площадь современного оледенения 134,5 км 2 . Возле Э., в верховье р. Баксан — лаборатория лавин и селей МГУ.

  Впервые восточная вершина Э. была достигнута (1829) проводником русской экспедиции К. Хашировым (кабардинец), западная — английскими альпинистами во главе с Ф. Грове (1874) и проводником А. Соттаевым (балкарец). В годы Советской власти Приэльбрусье стало районом массовых восхождений-альпиниад, крупнейшая из которых (1967) имела 2400 участников.

  Приэльбрусье — один из крупных центров горнолыжного спорта и туризма. Функционируют (1978) 6 турбаз: в районе посёлков Терскол, Эльбрус, Тегенекли; высокогорные приюты, в том числе на северном склоне Э. («Приют Одиннадцати», «105-й пикет»), на озере Донгуз-Орун, в долине р. Юсенги; 8 альпинистских лагерей. На горе Чегет построены канатно-кресельные дороги до высоты 2719 м и высоты 3040 м. Канатно-маятниковые дороги имеются от поляны Азау (2340 м ) на «Старый Кругозор» (2970 м ) и до станции «Мир» (3450 м ). На станции «Старый Кругозор» — Музей боевой славы защитников Эльбруса и Кавказских перевалов в период Великой Отечественной войны 1941—1945 гг.

  Лит.: Рототаев П. С., К вершинам, М., 1977.

  Н. А. Гвоздецкий.

(обратно)

Эльбрус (пос. гор. типа в Кабардино-Балкарской АССР)

Эльбру'с, посёлок городского типа в Кабардино-Балкарской АССР, подчинён Тырныаузскому горсовету. Расположен в верховьях р. Баксан (бассейн Терека). Туристическая база «Андырчи».

(обратно)

Эльбские Песчаниковые горы

Э'льбские Песча'никовые го'ры, горы в ГДР; то же, что Саксонская Швейцария .

(обратно)

Эльбурс

Эльбу'рс, горы на С. Ирана, обрамляют южное побережье Каспийского моря. Смыкаются с Талышскими горами на З. и с Нишапурскими горами на В., образуя северную окраину Иранского нагорья. Длина около 900 км. Состоят из нескольких параллельных хребтов высотой 2000—3500 м, сложенных главным образом известняками и песчаниками. Над гребнем возвышается потухший вулкан Демавенд (высота 5604 м — высшая точка Ирана), сложенный андезитовыми лавами и увенчанный ледниками. Э. прорезан сквозным ущельем р. Сефидруд. На северных склонах, получающих до 2000 мм осадков в год, — широколиственные леса гирканского типа (с участием дуба, акации, железного дерева), горные степи и луга; на южных, более сухих склонах, — ксерофитные колючие кустарники. Месторождения каменного угля и свинцово-цинковых руд.

(обратно)

Эль-Газаль

Эль-Газа'ль, Бахр-эль-Газаль, река на Ю.-З. Судана, левый приток Белого Нила. Образуется слиянием рр. Эль-Араб и Джур у г. Габат-эль-Араб. Длина от места слияния около 240 км. Протекает среди обширных болот; в период летних дождей судоходна от г. Bay (на р. Джур), после спада воды — от места слияния истоков.

(обратно)

Эльгер Семен Васильевич

Эльге'р Семен Васильевич [19.4(1.5). 1894, деревня Большие Абакасы, ныне Ибресинского района Чувашской АССР, — 6.9.1966, Чебоксары], чувашский советский писатель. Член КПСС с 1930. Народный поэт Чувашской АССР (1940). Печатался с 1921. Автор сборника стихов «Эпоха» (1928), исторические поэмы «Под гнётом» (1931, русский перевод 1960), историко-революционных романов «На заре» (1940, рус. пер. 1958), «Сквозь огонь и бури» (1949), поэмы «Восемнадцатый год» (1953). Награжден орденами Ленина и Трудового Красного Знамени, а также медалями. Произведения Э. переведены на языки народов СССР.

  Соч.: Çырнисене пухçа кăларни, т. 1—5, Шупашкар, 1960—64.

  Лит.: Хлебников Г. Я., Чувашский роман, Чебоксары, 1966; Юрьев М., Писатели Советской Чувашии, Чебоксары, 1975.

  Н. С. Дедушкин.

(обратно)

Эльги

Эльги', река в Якутской АССР, левый приток Индигирки. Длина 394 км, площадь бассейна 68 200 км 2 . Образуется при слиянии рек Дегдега и Као, течёт по Эльгинскому плоскогорью. Питание дождевое и снеговое. Половодье с июня до середины сентября. Средний расход воды в 42 км от устья 106 м /сек. Замерзает в октябре, вскрывается в конце мая — начале июня.

(обратно)

Эльгинский

Эльги'нский, посёлок городского типа в Оймяконском районе Якутской АССР. Расположен на левом берегу р. Эльги.

(обратно)

Эльгинское плоскогорье

Эльги'нское плоского'рье, плоскогорье в средней части Яно-Оймяконского нагорья, в бассейне рек Эльги (бассейн Индигирки) и Делиньи (бассейн Алдана), в Якутской АССР. Над выровненными междуречьями, сложенными песчаниками и алевролитами, поднимаются куполовидные вершины (высотой до 1590 м ). На склонах — заросли кедрового стланика; выше — каменистая лишайниковая тундра. В долинах — редкостойная лиственничная тайга; в поймах — заросли тальника и тополевые рощи.

(обратно)

Эльгыгытгын

Эльгыгы'тгын, озеро на С. Анадырского плоскогорья, в Чукотском автономном округе Магаданской области РСФСР. Площадь 119 км 2 , глубина в центральной части 169 м. Питание в основном снеговое. Из Э. вытекает р. Энмываам (приток р. Белой, бассейн р. Анадырь).

(обратно)

Эльдегизиды

Эльдегизи'ды, см. Ильдегизиды .

(обратно)

Эль-Джадида

Эль-Джади'да (б. Мазаган), город в Марокко. 55,5 тыс. жителей (1971). Порт на Атлантическом океане. Рыбоконсервные, деревообрабатывающие и текстильные предприятия. Рыболовство. Вывоз рыбопродуктов, с.-х. продукции; строится (1978) специальный порт для вывоза фосфоритов.

(обратно)

Эльдикан

Эльдика'н, посёлок городского типа в Усть-Майском районе Якутской АССР. Пристань на р. Алдан. Расположен в 400 км к Ю.-В. от Якутска.

(обратно)

Эльдорадо

Эльдора'до (исп. el dorado, буквально — золочёный, золотой), страна, богатая золотом и драгоценностями, которую испанские завоеватели искали в 16—17 вв. в Южной Америке (в основном в бассейне рр. Ориноко и Амазонки). Согласно легенде, дошедшей до конкистадоров, правитель Э. каждое утро обсыпался золотым песком и смывал его в водах священного озера. Легенда и название страны восходят к существовавшему у муисков обычаю посвящения в правители на оз. Гуатавита (Колумбия). В переносном смысле Э. — страна сказочных богатств.

  Лит.: Созина С. А., На горизонте — Эльдорадо!, [М., 1972].

(обратно)

Эльзас

Эльза'с (Alsace), историческая область на В. Франции, в бассейне р. Рейн. Площадь 8,3 тыс. км 2 . Население 1517 тыс. человек (1975), главным образом эльзасцы. Главный город и порт — Страсбур (Страсбург). Территория Э. соответствует плановому экономическому району в составе двух департаментов Нижний Рейн и Верхний Рейн. Э.— важный индустриально-аграрный район; в промышленности занято 35% экономически активного населения, в сельском хозяйстве — 5% (1975). Добыча калийных солей (в районе Мюлуза, 2,3 млн. т в 1973). ГЭС на Рейне. Главные отрасли обрабатывающей промышленности — машиностроение (общее, электроника, электротехника, автостроение) и металлообработка, текстильная промышленность (соответственно 42% и 12% всех занятых в промышленности в 1971). Важнейшие центры машиностроения — гг. Страсбур и Мюлуз, текстильной промышленности — гг. Мюлуз и Кольмар. Нефтеперерабатывающая, пищевая (производство пива, виноградных вин, муки, сыра), табачная, лесопильная и бумажная, стекольная, швейная промышленность. Свыше 1 /2 стоимости продукции сельского хозяйства даёт животноводство (молочное животноводство, свиноводство, птицеводство). Посевы пшеницы, ячменя, картофеля, сахарной свёклы, хмеля, табака, фуражных культур; в предгорьях Вогез — виноградники. Часть населения Э. работает в ФРГ и Швейцарии (22,6 тыс. чел. в 1975).

  Историческая справка. Э. впервые упоминается в 7 в. В конце 7 — 1-й половине 8 вв. герцогство, затем в государстве Каролингов — графство. В 870 в составе восточной части Лотарингии территория Э. отошла к Восточно-Франкскому королевству. Расположение Э. на торговых путях из Италии в Германию и Францию способствовало росту с 12 в. экономического и политического значения его городов, большое число которых добилось самоуправления; многие города получили статус имперских. В 13—14 вв. большого развития достигли сукноделие, виноделие. В 15—16 вв. Э. — важный очаг гуманизма и Реформации, чему в большой мере способствовало быстро развивавшееся книгопечатание в Страсбурге. В конце 15—16 вв. Э. был охвачен крестьянско-плебейскими движениями. По Вестфальскому миру 1648 Э. отошёл к Франции, но имперские города остались в подчинении империи. В 1673 французский король Людовик XIV занял 10 городов Э., а в 1681 — Страсбург. Рисвикский мир 1697 закрепил Страсбург и другие эльзасские земли за Францией. По Франкфуртскому миру 1871 Э. и Восточная Лотарингия, отторгнутые от Франции, были присоединены к Германии, составив имперскую землю Эльзас-Лотарингия ; по Версальскому мирному договору 1919 вновь переданы Франции. В 1940 Э. и Лотарингию аннексировала фашистская Германия, после разгрома которой они были снова возвращены Франции.

(обратно)

Эльзас-Лотарингия

Эльза'с-Лотари'нгия, имперская земля в Германии в 1871—1918, созданная из отторгнутых у Франции в результате франко-прусской войны 1870—71 эльзасских (см. Эльзас ) департаментов Верхний и Нижний Рейн (за исключением района Бельфора) и части лотарингских (см. Лотарингия ) департаментов Мёрт и Мозель. Административная власть в Э.-Л. первоначально осуществлял назначенный императором обер-президент, получивший [на основании § 10 закона от 30 декабря 1871 (т. н. диктатурпараграф)] право применять для поддержания порядка все средства, включая военную силу. Э.-Л. было предоставлено 15 мест в германском рейхстаге (в 70—80-х гг. их почти полностью занимали кандидаты левобуржуазной партии «Прогресс»). Лишь в конце 70-х гг. был создан местный представительный орган (ландесаусшус), вместо обер-президента был назначен наместник (штатгальтер). Германское правительство проводило политику насильственной германизации населения Э.-Л., вызывавшую протесты с его стороны и массовую эмиграцию во Францию (400 тыс. человек в 1872—82). Захват Э.-Л., на территории которой находился один из крупнейших в Европе железорудных бассейнов, способствовал быстрому промышленному развитию Германии в конце 19 — начале 20 вв. Подъём промышленности, приток германских капиталов сблизили местную буржуазию с немецкой. Усилились позиции сторонников автономии Э.-Л. в рамках Германской империи. В 1902 был отменен «диктатурпараграф», в 1911 создан местный законодательный орган (ландтаг), Э.-Л. получила 3 места в германском рейхсрате. Однако политика национальной дискриминации и германизации населения Э.-Л. продолжалась, что привело в 1913 к острому политическому кризису (см., в частности, Цабернский инцидент 1913 ). Противоборство между Германией и Францией в эльзас-лотарингском вопросе заняло важное место в общем комплексе германо-французских противоречий, обострение которых способствовало развязыванию 1-й мировой войны 1914—1918. По Версальскому мирному договору 1919 Э.-Л. была возвращена Франции. Во время 2-й мировой войны 1939—1945 территория Эльзаса и Лотарингии была оккупирована (в 1940) немецко-фашистскими войсками; освобождена в конце 1944 — начале 1945.

  С. В. Оболенская.

(обратно)

Эльзасцы

Эльза'сцы, народность, жители Эльзаса , национальное меньшинство во Франции. Численность около 1,4 млн. человек (1975, оценка). Литературные языки — немецкий и французский. Около 3 /4 верующих — католики, остальные — лютеране и кальвинисты. Э. сложились на основе кельтских племён, испытавших влияние германцев, особенно алеманнов. В этнографическом своеобразии Э. отразилось их пограничное положение между Францией и Германией и переходы от одного государства к другому. Решающее влияние на формирование этнического самосознания Э. оказали демократические принципы Великой французской революции. В период германской аннексии Эльзаса (1871—1918) Э. выступали против насильственного онемечивания, а в 1940—45 вместе с французами боролись против немецко-фашистских захватчиков. Сохраняют традиционную культуру (фольклор, фестивали с демонстрацией народных костюмов, танцев и т. п.). Около 50% Э. занято в различных отраслях промышленности, около 11% — в сельском хозяйстве.

  Лит.: Народы зарубежной Европы, т. 2, М., 1965.

(обратно)

Эльзевиры

Эльзеви'ры (Elsevier), семья голландских типографов и издателей (1581—1712), занимавшая главенствующее положение в европейском книжном деле 17 в. В 1-й половине 17 в. центр — в Лейдене, во 2-й — в Амстердаме. Основатель фирмы — Лодевейк Э. [1546 (?)—1617]. Крупнейшие представители: Бонавентура Э. (1583— 1652), Исаак Э. (1596—1651), Лодевейк Э. Младший (1604—70). Э. выпустили более 2200 книг, около 3000 диссертаций (Э. были печатниками Лейденского университета). Кроме произведений античных авторов, издавали произведения Рабле, Бэкона, Галилея, Паскаля, Локка, Мольера, Корнеля, Расина. Особенный успех имели издания в 1 /12 и 1 /24 долю листа, недорогие, хорошо оформленные (например, серия т. н. Республики — 35 названий, среди них «Россия, или Московия, а также Татария»). У Э. было несколько издательских марок: отшельник под деревом, глобус, орёл и др. Издания Э. называют эльзевирами.

  Лит.: Аронов В., Эльзевиры, М., 1975; Willems A., Les Elzevier, Brux., 1880.

  А. И. Маркушевич.

(обратно)

Эль-Катиф

Эль-Кати'ф, город и порт в Саудовской Аравии, на побережье Персидского залива. Около 30 тыс. жителей. Центр нефтедобывающего района. Соединён шоссе с городами на В. страны. Торговля финиками. В окрестностях Э.-К. — рощи финиковой пальмы.

(обратно)

Эль-Кеф

Эль-Кеф, город в Тунисе, у юго-западных отрогов Джебель-Дира. 23,2 тыс. жителей (1966). Конечная ж.-д. станция. Торгово-ремесленный центр. Мукомольные, маслообрабатывающие, текстильные предприятия.

(обратно)

Эльконка

Элько'нка, посёлок городского типа в Алданском районе Якутской АССР. Расположен на Алданском нагорье, в 112 км к В. от Алдана. Добыча слюды (флогопита).

(обратно)

Эль-Ксар-Эль-Кебир

Эль-Ксар-Эль-Кеби'р, город в Марокко, на р. Лукос, в провинции Тетуан. 48,3 тыс. жителей (1971). Ж.-д. станция. Торгово-ремесленный центр. Производство тканей, гончарных изделий, мебели.

(обратно)

Эль-Кувейт

Эль-Куве'йт, столица Кувейта. Расположена на южном берегу залива Кувейт Персидского залива. Климат сухой тропический; температура января 11°С, июля 34°С, осадков менее 100 мм в год. Население около 750 тыс. человек (1977, с пригородами). Э.-К.— главный торгово-транспортно-распределительный центр страны. Порт (главным образом импортный). Автодорогами соединён с Ираком, Саудовской Аравией и другими странами. Аэропорт. Пищевая промышленность, производство стройматериалов. Водоопреснительный завод. Сборка автомобилей, холодильников, телевизоров и др.

  Известен с начала 18 в., являлся центром шейхства Кувейт (входившего с 16 в. в Османскую империю, с 1899 — британского протектората). С 1961 столица независимого государства Кувейт.

  Старый город, ранее тесно застроенный сырцовыми плоскокровельными домами, обнесённый глинобитной стеной (снесена) и заключавший свыше 40 мечетей, ныне реконструирован (проект 1957, архитектор Миноприо и др.) и застроен в основном зданиями современного типа. Основная сеть улиц носит радиальный характер. Вокруг города развиваются микрорайоны с общественными центрами, школами, магазинами, а в самом городе выделены промышленная (в западном пригороде Шувейха), учебная и оздоровительная зоны (вдоль приморской дороги на г. Эль-Джахара).

  В Э.-К. находятся: Национальный университет Кувейта (основан в 1962, реорганизован в 1966, 4 тыс. студентов в 1975/76 учебном году); Центральная библиотека Кувейта (95 тыс. тт. в 1975), библиотека Национального университета (210 тыс. тт.); Музей Кувейта (этнографические, археологические и другие коллекции), Музей естественной истории и естественных наук.

(обратно)

Эль-Литани

Эль-Лита'ни, Литани (в античное время Леонт), самая большая река в Ливане. Длина 170 км, площадь бассейна свыше 2 тыс. км 2 . Берёт начало и протекает в основном по долине Бекаа. В нижнем течении прорывается через южные отроги хребта Ливан, впадает в Средиземное море. Многоводна зимой. Средний расход воды 25 м 3 /сек. Используется для орошения.

(обратно)

Эльма огни

Э'льма огни', огни святого Эльма, электрические разряды в атмосфере в форме светящихся кисточек, наблюдаемые иногда на острых концах возвышающихся над земной поверхностью высоких предметов (башни, мачты, одиноко стоящие деревья, острые вершины скал и т. п.). Своё название получили в средние века по названию церкви святого Эльма, на башнях которой они часто возникали. Э. о. образуются в моменты, когда напряжённость электрического поля в атмосфере у острия достигает величины порядка 500 в/м и выше, что чаще всего бывает во время грозы или при её приближении, а зимой во время метелей. По физической природе Э. о. представляют собой особую форму коронного разряда .

(обратно)

Эль-Мансура

Эль-Мансу'ра, город в Египте, в северо-восточной части дельты Нила, на правом берегу рукава Думьят. Административный центр мухафазы Дакахлия. 212,3 тыс. жителей (1970). Транспортный узел. Хлопчатобумажная, пищевая промышленность.

(обратно)

Эль-Мардж

Эль-Мардж (итал. назв. — Барка), город на С. Ливии. 10,6 тыс. жителей (1964). Узел шоссейных дорог. Центр с.-х. района (оливковые деревья, зерновые, животноводство). Предприятия пищевой промышленности (производство оливкового масла, муки, макарон, мясных изделий). Основан в 6 в. до н. э.

(обратно)

Эль-Матра

Эль-Ма'тра (правильнее Матрах), город в Омане, северный пригород Маската. 17 тыс. жителей (1970). Порт на берегу Оманского залива. Торговый центр (финики, фрукты, рыба, жемчуг). Строительство и ремонт небольших судов. Грузооборот порта около 1,5 млн. т в год.

(обратно)

Эль-Махалла-Эль-Кубра

Эль-Маха'лла-Эль-Ку'бра, Махалла-эль-Кубра, город в Египте, в центральной части дельты Нила. 255,8 тыс. жителей (1970). Транспортный узел. Железной дорогой и шоссе соединён с Каиром. Хлопчатобумажная, шерстяная, пищевая промышленность.

(обратно)

Эльментейта

Эльменте'йта (Elmenteita), археологическая культура эпохи неолита (5-е тыс. до н. э.) в Восточной Африке. Названа по находкам погребений (в пещере Гембл) у одноименного озера (Кения). Погребения в скорченном положении, пересыпаны красной охрой. Орудия из обсидиана: удлинённые пластины с затупленным краем, скребки, резцы, микролиты. Керамика — кубки и кувшины. Находки каменных сосудов и разнообразных бус свидетельствуют о связях с другими неолитическими культурами.

  Лит.: Алиман А., Доисторическая Африка, пер. с франц., М., 1960.

(обратно)

Эль-Минья

Эль-Ми'нья, город в Египте, в дельте Нила, на левом берегу реки. Административный центр муфахазы Минья. 122 тыс. жителей (1970). Торгово-транспортный центр. Шерстяная, хлопкоочистительная, кожевенная, сахарная промышленность.

(обратно)

Эль-Мухаррак

Эль-Мухарра'к, Мухаррак, город в Бахрейне, на о. Мухаррак. 38 тыс. жителей (1971). Аэродром. Кустарно-ремесленное производство. Рыболовство. Добыча жемчуга и перламутра.

(обратно)

Эль-Ниньо

Эль-Ни'ньо (El Nino), тёплое сезонное течение поверхностных вод пониженной солёности в восточной части Тихого океана. Распространяется летом Южного полушария вдоль берегов Экуадора от экватора до 5—7° ю. ш. В отдельные годы Э.-Н. усиливается и, проникая далеко на Ю. (до 15° ю. ш.), оттесняет от побережья холодные воды Перуанского течения . Тонкий слой тёплых вод Э.-Н. прекращает поступление кислорода в подповерхностные слои, что губительно действует на планктон и рыб богатейшего перуанского продуктивного района; обильные дожди вызывают катастрофические наводнения на обычно засушливом побережье. Проникновение тёплых вод на Ю. связано с ослаблением действия пассатных ветров и прекращением подъёма холодных подповерхностных вод к поверхности в прибрежной части океана. Обычно это катастрофическое явление отмечается в конце декабря — начале января. Особенно резко оно проявлялось в 1891, 1925, 1941, 1953, 1957—58 и 1972—73. В годы развития Э.-Н. рыба (анчоус) или гибнет или покидает прибрежные воды, что вызывает высокую смертность питающихся рыбой морских птиц и уменьшает количество гуано, используемого в качестве с.-х. удобрения.

  Лит.: Полосин А. С., Проблемы Эль-Ниньо, М., 1975 (лит.); Fairbridge R. W., El Nino effect, в кн.: The encyclopedia of oceanography, N. Y., 1966.

  А. С. Полосин.

(обратно)

Эль-Обейд

Эль-Обе'йд, город в Судане. Административный центр провинции Кордофан. 74 тыс. жителей (1973). Ж.-д. станция. Узел шоссейных и караванных дорог. Центр скотоводческого района. Мыловаренный завод. Торговля гуммиарабиком.

(обратно)

Эль-обейдская культура

Эль-обе'йдская культу'ра, убейдская культура, убайд, археологическая культура эпохи энеолита (конец 6-го — 1-я половина 4-го тыс. до н. э.) в Месопотамии. Выделена Ч. Л. Вулли . Названа по телю Эль-Обейд возле древнего города Ура (Ирак). На начальном этапе (конец 6-го — середина 5-го тыс. до н. э.) раннеземледельческая культура с расписной (крашеной) керамикой, близкая хассунской культуре . В эпоху расцвета (последняя треть 5-го — 1-я половина 4-го тыс. до н. э.) высокоразвитая культура: крупные поселения из сырцовых домов с монументальными храмами на платформах в центре (ранние слои Эриду , Ура, Урука ), каналы. Керамика с монохромной, в основном геометрической, росписью, глиняные женские статуэтки, печати, немногочисленные медные предметы и посуда. Хозяйство — земледелие, скотоводство. К середине 4-го тыс. до н. э. Э.-о. к. распространилась на С. Месопотамии (Тепе-Гаура ), где сохранились также черты предшествующей халафской культуры , и в Малую Азию (Мерсин ). Её влияние прослеживается в материальной культуре памятников Ливана, северо-западного Ирана, Закавказья, Средней Азии. На основе Э.-о. к. сложилась цивилизация Шумера .

  Лит.: Массон В. М., Средняя Азия и Древний Восток, М. — Л., 1964; Брентьес Б., От Шанидара до Аккада, [пер. с нем.], М.,1976; Mellaart J., The earliest civilizations of the Near East, L., 1965.

  В. М. Массон.  

Эль—обейдская культура: 1 — глиняный серп; 2 — глиняная имитация топора; 3 — каменные орудия; 4 — глиняная статуэтка; 5 — глиняные сосуды.

(обратно)

Эль-Омари

Эль-Ома'ри, археологическая культура эпохи неолита в Нижнем Египте (4-е тыс. до н. э.). Названа по одноименному поселению у Хелуана. На поселениях открыты следы лёгких тростниковых хижин, зерновые ямы и погребения в скорченном положении на левом боку, завёрнутые в циновки или шкуры, без инвентаря. Орудия из кремня (лезвия составных серпов, ножи, наконечники стрел) и другого камня (полированные тёсла, мотыги, зернотёрки), из раковин (рыболовные крючки). Сосуды глиняные (прямостенные банки и шаровидные бутыли) и базальтовые. В хозяйстве наряду с земледелием (пшеница, ячмень, лён, вика) и скотоводством (бык, коза, собака) значит, роль играли охота, рыболовство и собирательство.

  Лит.: Чайлд Г., Древнейший Восток в свете новых раскопок, пер. с англ., М., 1956; Hayes W. С., Most ancient Egypt, «Journal of Near Eastern Studies», 1964, v. 23.

(обратно)

Эль-Пардо

Эль-Па'рдо (El Pardo), город в Испании, в Новой Кастилии, в провинции Мадрид, на р. Мансанарес, в горах Монте-Пардо. Около 3 тыс. жителей. Одна из резиденций испанских королей.

(обратно)

Эль-Пасо

Эль-Па'со (El Paso), город на Ю. США, в штате Техас, на р. Рио-Гранде, у границы с Мексикой. 370 тыс. жителей (1975; с пригородами 410 тыс.). Крупный торгово-транспортный узел с.-х. (главным образом пастбищное скотоводство, на орошаемых землях — хлопчатник) и горнопромышленного района. В промышленности 30 тыс. занятых (1975). Нефтеперерабатывающая, химическая, пищевая промышленность, цветная металлургия (медь, свинец), металлообработка. Университет. Климатический курорт.

(обратно)

Эль-Сальвадор

Эль-Сальвадо'р (El Salvador), населенный пункт в Чили, в провинции Чаньяраль, в Андах, на высоте свыше 2800 м. Центр добычи и выплавки меди. Около 6 тыс. жителей (1970).

(обратно)

Эльскамп Макс

Эльска'мп (Elskamp) Макс (5.5.1862, Антверпен, — 10.12.1931, там же), бельгийский поэт. Писал на французском языке. Член «Молодой Бельгии» . Тон и ритмы его стихов близки старинным фламандским песням и одновременно поэзии символизма. Язык Э. музыкален, насыщен тропами, искусно стилизован. В ранней поэзии Э. сказались религиозно-мистические мотивы («Симеон Столпник», 1891, и др.). Радость труда, жизни, любовь к простым людям («Шесть песен бедного человека», 1895) сменяются мотивами печали и отчаяния в «Шатрах изгнания» (1921), посвященным оккупации Бельгии в 1-ю мировую войну. Э. — мастер интимной лирики («Песни разочарования», 1922). Творчество Э. оказало влияние на Г. Аполлинера .

  Соч.: CEuyres completes, [P., 1967].

  Лит.: Андреев Л. Г., Сто лет бельгийской литературы, [М.], 1967; Michel Henri, Les cadrans solaires de М. Elskamp, Liege, [1966].

(обратно)

Эльслер Фанни

Э'льслер (Elssler) Фанни (настоящее имя Франциска) (23.6.1810, Вена, — 27.11. 1884, там же), австрийская артистка балета. Одна из выдающихся представительниц романтического балетного искусства. Училась у балетмейстера Ж. Омера, совершенствовалась в Италии. На сцене с 1822. Выступала в театрах Вены и Берлина (1827—1932), Лондона (1833) и Парижа (1834—40), США (1840—41), Москвы и Петербурга (1848—50). Среди партий: Флоринда и Лауретта («Хромой бес» и «Тарантула» Жида; в «Хромом бесе» исполнила также вставной танец «Качуча», принёсший ей мировую славу), Лиза («Тщетная предосторожность» Герольда), Эсмеральда («Эсмеральда» Пуньи).

  Лит.: Красовская В., Русский балетный театр от возникновения до сер. XIX века, Л. — М., 1958; Beaumont С. W., Fanny Elssler, L., 1931; Guest I., F. Elssler, L., 1970.

Ф. Эльслер исполняет танец «Качуча».

(обратно)

Эльснер Юзеф Антоний Францишек

Э'льснер (Eisner) Юзеф Антоний Францишек (1.6.1769, Гродкув, Силезия, — 18.4.1854, Эльснерово, близ Варшавы), польский композитор, дирижёр, педагог, музыкально-общественный деятель. Был дирижёром оркестра немецкого театра в Брно (1791— 1792), основал Музыкальную академию и Филармоническое общество во Львове. С 1799 работал в Варшаве. Был главным дирижёром «Театра Народовы» (1799—1824). Организовал начальную музыкальную школу (1811), музыкальное отделение при Драматической школе (1817, в 1821 преобразована в институт музыки и декламации; Э. был его ректором и профессором). Преподавал в Варшавском университете (1824—31), Главной музыкальной школе (был её руководителем в 1826—31, в 1826—29 у Э. учился Ф. Шопен), Школе пения при «Театре Народовы» (1831). Основал ряд музыкальных обществ. Писал теоретические и критические статьи, был редактором сборников польских народных песен. Один из основоположников польской национальной оперы (автор 45 опер, зингшпилей, мелодрам и других сценических сочинений). Продолжая традиции венской классической школы, в то же время опирался на польский музыкальный фольклор. Среди сочинений — оперы «Султан Вампун» (1800), «Лешек Белый» (1809), «Король Локетек...» (1818), 8 симфоний, полонезы для оркестра; струнное трио, 11 струнных и 2 фортепьянных квартета, скрипичные дуэты, пьесы для фортепьяно, кантаты, мессы, хоралы и другие культовые сочинения.

  Соч.: Sumariusz moich utworow muzycznych, Krakow, 1849, 2 wyd., 1957.

  Лит.: Бэлза И., Школа Эльснера и ее роль в формировании польской национальной культуры, в сборнике: Культура и общество в эпоху становления наций, М., 1974, с. 104—21; Nowak-Romanowicz A., J. Eisner, [Krakow], 1957.

  И. Ф. Бэлза.

(обратно)

Эльсниц Александр Леонтьевич

Э'льсниц Александр Леонтьевич (Людвигович) (1849, Москва, — май 1907, Женева), русский революционер-шестидесятник, публицист. Из дворян. Учился на медицинском факультете Московского университета, 29 октября 1869 исключен за участие в студенческих волнениях и выслан в Ярославскую губернию. Был связан с И. Г. Прыжовым . В 1871 эмигрировал в Швейцарию, примкнул к группе сторонников М. А. Бакунина во главе с М. П. Сажиным , член редакции газеты «Работник» . В конце 1870-х гг. окончил медицинский факультет Женевского университета, отошёл от революционного движения. Был сотрудником журналов «Дело», «Вестник Европы» , газет «Русские ведомости» и «Порядок» (псевдонимы: А. Э., А. М., А. Москвин).

(обратно)

Эльстер Кристиан Мандруп

Э'льстер старший (Elster) Кристиан Мандруп (4.3.1841, Оверхалла, — 11.4. 1881, Тронхейм), норвежский писатель. Сюжет первого романа «Тора Трундаль» (1879) построен на традиционном любовном треугольнике, однако в поле зрения автора — основные социальные проблемы норвежского общества. Роман высоко оценили Г. Ибсен, Г. Брандес, Б. Бьёрнсон, А. Л. Хьелланн. «Опасные люди» (1876, опубликован 1881, русский перевод 1882) — первый норвежский реалистический роман о жизни норвежской провинции 40—60-х гг., показанной в динамике борьбы старого и нового укладов и взглядов. Женские образы Э. написаны под влиянием И. С. Тургенева. Реализм Э. включает элементы романтизма и просветительства.

  Лит.: Брандес Г., К. Эльстер, Собр. соч., т. 1, СПБ, 1906; Beyer Н., Norsk litteraturhistorie, Oslo, 1952.

(обратно)

Эльсхеймер Адам

Э'льсхеймер (Elsheimer) Адам (18.3. 1578, Франкфурт-на-Майне, — 11.12. 1610, Рим), немецкий живописец. Учился у Ф. Уффенбаха во Франкфурте. Работал в Венеции (1598—1600) и Риме (с 1600). Писал картины небольшого формата (главным образом на меди) в тщательной миниатюрной манере. Изображая религиозные и мифологические сцены, Э. обычно переносил их в простую, житейскую обстановку («Юпитер и Меркурий у Филемона и Бавкиды», Дрезденская картинная галерея); в пейзажах сочетал поэтичность и интимность восприятия природы с чёткостью 3-плановых композиций («Пейзаж с круглым храмом», Национальная галерея, Прага). Особенно характерны для Э. ночные сцены, отмеченные исключительной мягкостью светотеневых переходов («Бегство в Египет», 1609, Старая пинакотека, Мюнхен). Творчество Э. оказало значительное влияние на Лоррена, Рембрандта, П. П. Рубенса и других мастеров.

Лит: Weizsacker Н., Adam Elsheimer, der Maler von Frankfurt, T. 1 (Bd 1—2) — 2, В., 1936—52.

А. Эльсхеймер. «Иосиф у колодца». Дрезденская картинная галерея.

(обратно)

Эльтеков Александр Павлович

Эльте'ков Александр Павлович [1846, Брянск, — 7(19).7.1894, Ялта], русский химик-органик. Окончил Харьковский университет (1868), с 1887 профессор там же, в 1889—1894 профессор Киевского университета. Показал, что енолы в момент образования превращаются в изомерные им альдегиды и кетоны (см. Эльтекова правило ). Открыл реакцию алкилирования олефинов (1878), получившую применение в промышленном синтезе моторного топлива.

  Лит.: Хотинский Е. С., Александр Павлович Эльтеков и его роль в развитии органической химии, в сборнике: Из истории отечественной химии, Хар., 1952.

(обратно)

Эльтекова правило

Эльте'кова пра'вило, утверждает, что производные ненасыщенных алифатических углеводородов, содержащие ОН-группу у атома углерода, при котором имеется двойная С=С связь (т. н. енолы ), неустойчивы и превращаются (уже в момент образования) в изомерные карбонильные соединения (альдегиды и кетоны). Например, при гидролизе изопропенилацетата образуется (кроме уксусной кислоты) не пропен-2-ол-2, а продукт его изомеризации — ацетон:

 

  Э. п. сформулировано в 1877 А. П. Эльтековым и независимо от него в 1880 Э. Эрленмейером . Позднее было показано, что Э. п. справедливо только для простейших енолов. Во многих случаях (см., например, Ацетоуксусный эфир ) изомеризация не проходит до конца, и между енольной и карбонильной формами устанавливается динамическое равновесие (так называемая кетоенольная таутомерия ). Устойчивы также енольные формы некоторых фторсодержащих кетонов, например CF2 = С (СР3 ) ОН.

(обратно)

Эль-Теньенте

Эль-Тенье'нте (El Teniente), населенный пункт в Чили, в провинции Качапоаль, в Андах, на высоте 2800—3000 м. Свыше 10 тыс. жителей (1970). Второй (после Чукикаматы) в Чили по значению центр добычи и выплавки меди.

(обратно)

Эль-Тигре

Эль-Ти'гре (El Tigre), город на С.-В. Венесуэлы, в штате Ансоатеги. 49,7 тыс. жителей (1971). Узел шоссейных дорог. Нефтеперерабатывающий завод. Нефтепроводом связан с портом Пуэрто-ла-Крус.

(обратно)

Эльтон (озеро)

Эльто'н, соляное бессточное самосадочное озеро на С. Прикаспийской низменности, в Волгоградской области РСФСР. Площадь 152 км 2 , глубина около 0,1 м (весной 0,7—0,8 м ). Уровень на 18 м ниже уровня океана. Питание в основном снеговое. На дне выходы солёных источников. Озеро заполнено рапой, которая весной распресняется. На дне Э. залежи солей (главным образом NaCl, KCl) и минеральной сероводородной грязи. Близ Э. грязевой и бальнеологический курорт (в 6 км от ст. Э.). Лето тёплое (средняя температура июля 25°С), зима умеренно холодная (средняя температура января —11°С); осадков около 300 мм в год. Лечебные средства: иловая грязь и рапа озера; Сморагдинский хлоридно-сульфатный натриевый источник, воду которого используют для питья. Лечение заболеваний периферической нервной системы, органов движения и опоры, пищеварения, гинекологических и др. Санаторий, грязелечебница.

(обратно)

Эльтон (посёлок гор. типа в Волгоградской обл.)

Эльто'н, посёлок городского типа в Палласовском районе Волгоградской области РСФСР, у озера Эльтон. Ж.-д. станция на линии Москва — Астрахань. Овцеводческие совхозы.

(обратно)

Эль-Турбио

Эль-Ту'рбио (El Turbio), город на Ю. Аргентины, в провинции Санта-Крус. Добыча угля.

(обратно)

Эль-Фашер

Эль-Фа'шер, город на 3. Судана, на плато Дарфур, на шоссе Нджамена — Эль-Обейд, центр оазиса Эль-Фашер. Административный центр провинции Дарфур. 46,4 тыс. жителей (1969). Торговый центр скотоводческого района.

(обратно)

Эль-Ферроль

Эль-Ферро'ль (El Ferrol), город в Испании, в области Галисия, в провинции Ла-Корунья, порт на побережье Атлантического океана 87,7 тыс. жителей (1970). Судостроение; рыболовство. Производство рыбных консервов и другая пищевая промышленность.

(обратно)

Эльфы

Э'льфы, альвы (нем., единственное число Elf, Elfe, др.-исл. alfr), в германо-скандинавской мифологии духи природы, населяющие воздух, землю, горы, леса. Иногда различаются «чёрные Э.» (живущие в земле карлики — гномы ) и светлые Э. Последние в народных поверьях обычно представляются как благожелательные к людям, лёгкие, воздушные существа, ведущие весёлые хороводы и пляски при луне.

(обратно)

Эль-Халиль

Эль-Хали'ль, Хеброн, Хеврон, город в западной части Иордании, в 30 км к Ю. от Иерусалима, на автодороге Беэр-Шева — Иерусалим. 43 тыс. жителей (1967). Старинный центр производства стекла. Обработка кож; переработка овощей. Центр с.-х. района (виноградники и рощи олив). Основан около 1700 до н. э. Древнейшее название — Кирьят-Арба («четвероградие»). Несколько лет был резиденцией царя Давида . В 70 н. э. разрушен римлянами. В 7 в. завоёван арабами. В конце 11 в. Э. овладели крестоносцы, но в конце 12 в. он был у них отвоёван Салах-ад-дином . С 16 в. до 1918 — в составе Османской империи, затем — Палестины, находившейся под английским мандатом, с 1948 — в составе Иордании. В июне 1967 оккупирован Израилем.

(обратно)

Эль-Хаммар

Эль-Хамма'р, озеро в Ираке; см. Хаммар .

(обратно)

Эль-Харраш

Эль-Ха'рраш (б. Мезон-Карре), город на С. Алжира, часть Б. Алжира. Свыше 30 тыс. жителей (1966). Важный транспортный узел. Нефтепереработка; суперфосфатный и автосборочный заводы; пищевая промышленность.

(обратно)

Эль-Хаса

Эль-Ха'са, провинция в Саудовской Аравии; см. Восточная провинция .

(обратно)

Эль-Хуфуф

Эль-Хуфу'ф, город в Саудовской Аравии, см. Хуфуф .

(обратно)

Эльче

Э'льче (Eiche), город в Испании, на р. Виналоно, в провинции Аликанте, в области Валенсия. 122,7 тыс. жителей (1970). Центр района садоводства (оливки, миндаль, гранаты). Кожевенно-обувная промышленность; маслобойные, мыловаренные, мукомольные предприятия.

(обратно)

Элюар Поль

Элюа'р (Eluard) Поль (псевдоним; настоящее имя — Эжен Эмиль Поль Грендель, Grindel) (14.12.1895, Сен-Дени, департамент Сена, — 18.11.1952, Шарамтон), французский поэт. Член ФКП (с 1942). В 1914 призван в армию. Фронтовые впечатления Э. легли в основу сборника «Долг и тревога» (1917); в 1918 опубликовал «Стихи для мирного времени». В 1919 примкнул к дадаизму . В сборниках «Животные и их люди, люди и их животные» (1920) и «Примеры» (1921) много загадочных, заумных стихов. В конце 1924 вместе с А. Бретоном, Л. Арагоном и другими возглавил группу сюрреалистов (см. Сюрреализм ); не вполне разделяя их платформу, примыкал к сюрреалистам до 1938. Творчество Э. всё больше наполнялось демократическим содержанием, ему был во многом чужд сюрреалистский «бунт» против разума, языка, культурного наследия. В интимной и философской лирике 20—30-х гг. (сборники «Град скорби», 1926; «Сама жизнь», 1932, и др.) Э. стремится осмыслить реальность в духе утопической мечты о всесильном человеке-чудотворце. В 1936 выступил против франкистского мятежа в Испании. В 1939 мобилизован; вернувшись в оккупированный Париж, писал патриотические стихи (сборники «Открытая книга I, 1938—1940», 1940; «На нижних склонах», 1942; «Открытая книга II», 1942). Вступив в компартию, активно работал в подпольной печати. Стихотворение «Свобода» из книги Э. «Поэзия и правда 1942 года» (1942) стало поэтическим знаменем Сопротивления. В сборниках «Лицом к лицу с немцами» (1942—45) и «Достойные жить» (1944) гражданская лирика неотделима от лирики любовной. После войны Э. участвовал в движении борцов за мир. В сборниках «Посвящение» (1950), «Суметь всё сказать» и «Феникс» (оба 1951) развиваются темы любви, братства, утверждается гражданская позиция поэта. В 1951 совместно с П. Пикассо выпустил сборник «Лик всеобщего мира». Дважды (1950 и 1952) приезжал в СССР. Международная премия Мира (1953).

  Соч.: CEuvres completes, t. 1—2, [P., 1968]; в рус. пер. — Стихи, М., 1958; Избр. стихотворения, М., 1961; Стихи, М., 1971.

  Лит.: Великонский С. И., ...К горизонту всех людей, М., 1968; Балашов Н. И., Неотразимость Элюара, в кн.: Поэзия социализма, М., 1969; П. Элюар. Био-библиографич. указатель, М., 1963; Еglin Н., Liebe und Inspiration im Werke von P. Eluard, Bern — Munch., [1965]; Jean R., Paul Elard, par lui-meme, [P., 1968], Paul bluard, Р., 1972].

  М. Н. Ваксмахер.

П. Элюар.

(обратно)

Элювий

Элю'вий (от лат. eluo — вымываю), рыхлые отложения, возникающие при выветривании исходных (материнских) горных пород на месте их залегания. Э. слагает коры выветривания и почвы . Различают ортоэлювий кристаллических (магматических и метаморфических) горных пород, метаэлювий уплотненных осадочных пород и неоэлювий молодых рыхлых отложении (в двух последних исходные породы в значительной мере состоят из переотложенных и слабо измененных продуктов выветривания). Наиболее типичен ортоэлювии, состав которого изменяется от щебнисто-глыбового в холодном климате до глинистого во влажном и жарком. По степени разложения различают грубый сиаллитный Э., в котором сохраняются первичные алюмосиликаты, кислый сиаллитныи Э., сложенный главным образом из новообразованных водных алюмосиликатов группы глинистых минералов, и аллитный, или ферраллитный Э., в котором значительная часть силикатов разложена и представлена свободными гидроокислами алюминия и железа.

  Е. В. Шанцер.

(обратно)

Элязыг

Элязы'г (Elazig), город на В. Турции, Административный центр ила Элязыг. 131 тыс. жителей (1975). Ж.-д. станция, узел шоссейных дорог, Торговый центр с.-х. района. Пищевая (в том числе сахарная) и текстильная промышленность; цементный завод. Выплавка свинца н цинка.

(обратно)

Оглавление

Элагабал

Элам

Эламский язык

Эланд

Элар

ЭЛАС

Эласмотерий

Эластаза

Эластик

Эластин

Эластические волокна

Эластичность потребления и спроса

Эластомеры

Элва

Элгар Эдуард Уильям

Элгон

Элдорет

Элебаев Мукай

Элеватор (зерновой)

Элеватор (механич.)

Элеваторная печь

Элевация

Элевон

Элевсин

Элевсинские мистерии

Элевтеры

Элегантный

Элегический дистих

Элегия

Элейская школа

Элективные культуры

Элективные среды

Электра (звезда)

Электра (мифологич.)

Электренай

Электреты

Электрификации сельского хозяйства институт

Электрификация

Электрификация железных дорог

Электрическая ёмкость

«Электрическая и тепловозная тяга»

Электрическая искра

Электрическая лампа

Электрическая машина

Электрическая мощность

Электрическая нагрузка

Электрическая печь

Электрическая печь сопротивления

Электрическая постоянная

Электрическая прочность

Электрическая разведка

Электрическая сепарация

Электрическая сеть

Электрическая станция

Электрическая схема

Электрическая цепь

Электрические измерения

Электрические колебания

Электрические органы

Электрические системы

Электрические скаты

«Электрические станции»

Электрические токи

Электрические часы

Электрический аппарат

Электрический вал

Электрический генератор

Электрический двигатель

Электрический заряд

Электрический объёмный заряд

Электрический привод

Электрический провод

Электрический разряд в газах

Электрический ракетный двигатель

Электрический сом

Электрический стул

Электрический ток

Электрический угорь

Электрический фильтр (в газоочистке)

Электрический фильтр (электрич. устройство)

Электрических сигналов усилитель

Электрическое взрывание

Электрическое напряжение

Электрическое отопление

Электрическое поле

Электрическое поле атмосферы

Электрическое поле Земли

Электрическое смещение

Электрическое сопротивление

Электричество

«Электричество»

Электро...

Электроакустика

Электроакустические и электромеханические аналогии

Электроакустические преобразователи

Электроаэрозольтерапия

Электробаланс

Электробалластер

Электробур

Электровакуумные приборы

Электровакуумный диод

Электровалентная связь

Электровоз

Электровооружённость труда

Электровысадочная машина

Электрогидравлический эффект

Электрогидравлическое бурение

Электроглянцеватель

Электрогорск

Электрогравиметрия

Электрогравировальный аппарат

Электрографическое копирование

Электрография

Электрод (сварочн.)

Электрод (электротехнич.)

Электродвижущая сила

Электродетонатор

Электродиагностика

Электродиализ

Электродинамика

Электродинамика движущихся сред

Электродинамика квантовая

Электродинамическая устойчивость аппарата

Электродинамический громкоговоритель

Электродинамический микрофон

Электродинамический прибор

Электродные процессы

Электродный потенциал

Электродоменная печь

Электроды

Электроды сравнения

Электрожезловая система

Электроизгородь

Электроизмерительный комбинированный прибор

Электроизоляционные масла

Электроизоляционные материалы

Электроимпульсная обработка

Электроимпульсное бурение

Электроимпульсный станок

Электроиндукционная дефектоскопия

Электроинерционные опыты

Электроинструмент

Электроискровая обработка

Электрокапиллярные явления

Электрокар

Электрокардиограмма

Электрокардиография

Электрокатализ

Электрокаустика

Электрокимография

Электрокинетические явления

Электрокинетический потенциал

Электрокоагуляция

Электроконтактный телеграфный регулятор

Электрокоптильная установка

Электрокопчение

Электрокорунд

Электрокристаллизация

Электролечение

Электролиз

Электролизёры

Электролитическая диссоциация

Электролитическая сварка

Электролитическая ячейка

Электролиты

Электролов

Электролюминесцентный экран

Электролюминесценция

Электромагнит

Электромагнитная индукция

Электромагнитная муфта

Электромагнитная разведка

Электромагнитная совместимость

Электромагнитное поле

Электромагнитные взаимодействия

Электромагнитные волны

Электромагнитные колебания

Электромагнитный выключатель

Электромагнитный насос

Электромагнитный прибор

Электромагнитный ракетный двигатель

Электромашинный динамометр

Электромашинный усилитель

Электромегафон

Электрометаллургия

Электрометр

Электрометрическая лампа

Электромеханическая обработка

Электромеханический преобразователь

Электромиография

Электромобиль

Электромонтажные работы

Электромузыкальные инструменты

«Электрон»

Электрон (магниевые сплавы)

Электрон проводимости

Электрон (физич.)

Электронаркоз

Электронвольт

Электроника

Электронная автоматическая телефонная станция

Электронная вычислительная машина

Электронная и ионная оптика

Электронная камера

Электронная конфигурация

Электронная лампа

Электронная микроскопия

Электронная музыка

Электронная оптика

Электронная промышленность

Электронная пушка

Электронная спектроскопия

Электронная теория

Электронная терапия

Электронная фотовспышка

Электронная фотография

Электронная эмиссия

Электронноакустический преобразователь

Электронно-дырочная жидкость

Электронно-дырочный переход

Электронное зеркало

Электронное копирование

Электроннолучевая обработка

Электроннолучевая печь

Электроннолучевая плавка

Электроннолучевая сварка

Электроннолучевая трубка

Электроннолучевой переключатель

Электроннолучевые приборы

Электроннооптический преобразователь

Электронносветовой индикатор

Электронные линзы

Электронные приборы

Электронные призмы

Электронные теории в органической химии

Электронные часы

Электронный захват

Электронный микроскоп

Электронный парамагнитный резонанс

Электронный проектор

Электронный прожектор

Электронный телескоп

Электронный умножитель

Электронных вычислительных машин единая система

Электронограф

Электронография

Электронография молекул

Электронож

Электрооборудование зданий

Электрооборудование транспортных машин

Электрооптика

Электрооптический дальномер

Электрооптический эффект

Электроосмос

Электроотрицательность

Электроофтальмия

Электропередача

Электропирексия

Электроплавка

Электропогрузчик

Электропоезд

«Электропривод»

Электропривод

Электропривод автоматизированный

Электропроводность (биол.)

Электропроводность (физич.)

Электропроводность электролитов

Электропроигрыватель

Электроразведочная станция

Электрореактивные двигатели

Электрорентгенография

Электроретинография

Электросварка

Электросварки институт

Электросвязь

«Электросвязь»

«Электросила»

Электросинтез

Электроскоп

Электроснабжение

Электросталеплавильное производство

«Электросталь»

Электросталь (город в Московской обл.)

Электросталь (сталь)

Электростанция

Электростатика

Электростатическая дефектоскопия

Электростатическая запись

Электростатический генератор

Электростатический прибор

Электростатический ракетный двигатель

Электростатический ускоритель

Электростатический флюксметр

Электростатическое поле

Электростимулятор

Электростимуляция

Электрострикция

Электросудорожная терапия

Электротермический ракетный двигатель

Электротермического оборудования институт

Электротермия

Электротермообработка

Электротехника

«Электротехника»

Электротехническая керамика

Электротехническая промышленность

Электротехническая сталь

Электротехнические и электронные монополии

Электротехнические институты

Электротехнический институт

Электротехническое стекло

Электротон

Электротравма

Электроугли

Электрофарфор

Электрофизиология

Электрофизические и электрохимические методы обработки

Электрофон

Электрофорез

Электрофорез лекарственный

Электрофоретические покрытия

Электрофотографическое копирование

Электрофотография

Электрофотополупроводниковая бумага

Электрофреза

Электрохемилюминесценция

Электрохимическая обработка

Электрохимическая поляризация

Электрохимические методы анализа

Электрохимический генератор

Электрохимический потенциал

Электрохимия

«Электрохимия»

Электрохирургия

Электроход

Электрошлаковая печь

Электрошлаковая сварка

Электрошлаковый переплав

Электроэнергетика

Электроэнергии качество

Электроэнергия

Электроэнцефалография

Электрум

Элемент

Элементарная геометрия

Элементарная длина

Элементарная математика

Элементарная нить

Элементарная операция

Элементарная теория музыки

Элементарная ячейка

Элементарное волокно

Элементарные делители

Элементарные реакции

Элементарные функции

Элементарные частицы

Элементарный анализ

Элементарный электрический заряд

Элементный анализ

Элементоорганические полимеры

Элементоорганические соединения

Элементы затрат

Элементы орбиты

Элементы химические

Эленшлегер Адам Готлоб

Элеотрисы

Элерон

Элеутерококк

Элефанта

Элефантиаз

Элефантина

Элея

Эли де Бомон Жан Батист Арман Луи Леонс

Элиава Шалва Зурабович

Элиаде-Рэдулеску Йон

Элида

Элизабет (город в Австралии)

Элизабет (город в США)

Элизабетвиль

Элизиум

Элизия

Эликсир

Элиминация

Элимус

Элинвар

Элиот Джордж

Элиот Томас Стериз

Элирия

Элисенваара

Элиста

Элита (в с.-х.)

Элита (лучшие представители)

Элиты теории

Элк

Элксне Ария

Эллада

Элладская культура

Эллер Хейно Янович

Эллеф-Рингнес

Эллинг

Эллингтон Эдуард Кеннеди

Эллинизм

Эллинистическая культура

Эллины

Эллипс (геометрич.)

Эллипс инерции

Эллипс (пропуск в речи)

Эллипсоид

Эллиптическая геометрия

Эллиптическая точка

Эллиптические галактики

Эллиптические интегралы

Эллиптические координаты

Эллиптические траектории

Эллиптические функции

Эллиптический параболоид

Эллиптический цилиндр

Эллис (атоллы)

Эллис Фред

Эллора

Элляй

Элмайра

Элодея

Элой Бланко Андрее

Элонгация звезды

Элонгация планеты

Элпидин Михаил Константинович

Элсмир

Элсуорт (горы)

Элсуорт Линкольн

Элсуорт (полярная станция)

Элсуорта Земля

Элсхот Биллем

Элуру

Эль Греко Доменико

Эль-Аламейн

Эль-Амарна

Эль-аргарская культура

Эль-Аси

Эль-Асир

Эль-Аснам

Эль-Аюн

Эльба (остров)

Эльба (река)

Эль-Баб

Эльбан

Эльбасан

Эльба-Траве канал

Эльба-Хафель канал

Эльберфельдское восстание 1849

Эль-Билайим

Эльблонг

Эльбрус (горный массив)

Эльбрус (пос. гор. типа в Кабардино-Балкарской АССР)

Эльбские Песчаниковые горы

Эльбурс

Эль-Газаль

Эльгер Семен Васильевич

Эльги

Эльгинский

Эльгинское плоскогорье

Эльгыгытгын

Эльдегизиды

Эль-Джадида

Эльдикан

Эльдорадо

Эльзас

Эльзас-Лотарингия

Эльзасцы

Эльзевиры

Эль-Катиф

Эль-Кеф

Эльконка

Эль-Ксар-Эль-Кебир

Эль-Кувейт

Эль-Литани

Эльма огни

Эль-Мансура

Эль-Мардж

Эль-Матра

Эль-Махалла-Эль-Кубра

Эльментейта

Эль-Минья

Эль-Мухаррак

Эль-Ниньо

Эль-Обейд

Эль-обейдская культура

Эль-Омари

Эль-Пардо

Эль-Пасо

Эль-Сальвадор

Эльскамп Макс

Эльслер Фанни

Эльснер Юзеф Антоний Францишек

Эльсниц Александр Леонтьевич

Эльстер Кристиан Мандруп

Эльсхеймер Адам

Эльтеков Александр Павлович

Эльтекова правило

Эль-Теньенте

Эль-Тигре

Эльтон (озеро)

Эльтон (посёлок гор. типа в Волгоградской обл.)

Эль-Турбио

Эль-Фашер

Эль-Ферроль

Эльфы

Эль-Халиль

Эль-Хаммар

Эль-Харраш

Эль-Хаса

Эль-Хуфуф

Эльче

Элюар Поль

Элювий

Элязыг

Реклама на сайте