«Средняя (полная) общеобразовательная школа №3 им. Героя РФ А.Н.Епанешникова»

Елабужского муниципального района Республики Татарстан  

Исследовательская работа

«Физика в моей профессии: связист»

Выполнила

учитель физики

Чернова Н.С.

Елабуга, 2009 г.

Содержание:

1. Введение_______________________________________3 стр.
2. Связь и её значение ______________________________4 стр.
3. Разнообразие профессии__________________________6 стр.
4. Основы телефонии______________________________10 стр.
5. Основные сведения по электротехнике и электронике_11 стр.
6. Заключение ___________________________________ 15 стр.
7. Литература ____________________________________16 стр.

Введение

С незапамятных времен люди пересылали различные вещи: ткани, продукты и т.п. Так развился водный, железнодорожный, воздушный, трубопроводный и другие виды транспорта.

Однако уже в древности встала проблема передачи информации, т.е. любых сведений, которыми обмениваются между собой люди. Для передачи информация должна быть зафиксирована на каком-либо материальном носителе.

Однако такая пересылка носителей информации требует длительного времени. Два собеседника за 10 минут обмениваются таким множеством мыслей, что потребовалось бы написать друг другу не один десяток писем.

Поэтому весьма заманчиво использовать как носитель информации электромагнитные волны, распространяющиеся с максимально возможной в природе скоростью – 300 километров в секунду. Всем известные примеры электромагнитных волн – электричество и свет.

Электрическая связь широко используется в наше время. Основными видами электросвязи являются телеграфная, фототелеграфная, телефонная, радиовещание и телевидение.

Телеграфная связь предназначена для передачи телеграфной корреспонденции, поступающей от населения и учреждений в городские или районные узлы связи, а также непосредственно от предприятий и учреждении, которые являются телеграфными абонентами.

Фототелеграфную связь используют для передачи на расстояние неподвижных изображений – фотографий, рисунков, чертежей, графиков, карт и текстовых сообщений, написанных на любом языке и любым алфавитом.

Телефонная связь дает возможность потребителям (абонентам), находящимся территориально в разных местах, вести непосредственно разговоры между собой.

Радиовещание и телевидение являются важнейшими средствами воспитания, развития культурного уровня и знаний людей.

 Телефонная связь основана на преобразовании звуковых колебаний в электрические на передающей стороне и обратном преобразовании электрических колебаний снова в звуковые на приемной стороне.

В этой работе подробнее рассмотрим телефонную связь и работу связистов.

XXI век – век информации и коммуникации. На данный момент очень много всевозможных средств связи, в том числе сотовые телефоны, Интернет, телевидение, которые намного ускоряют процесс передачи и получения информации из одного уголка мира в другой.

Цель исследования – проследить историю становления связи как вида передачи информации; по возможности раскрыть многогранность профессии связиста; показать, как связана телефонная связь  с физикой.

Исходя из цели работы, были определены следующие задачи:

1. изучить историю связи;
2. показать тесную связь многогранной специальности «связист» с наукой физика;
3. рассмотреть основы телефонии.

Связь и ее значение

Передача и прием информации с помощью различных средств связи всегда была важнейшим условием развития общества. Наиболее существенным компонентом информационной системы является средство ее доставки до конечного потребителя, так как важнейшие решения на их базе принимают люди, находящиеся на значительном расстоянии от происходящего.

В далеком прошлом связь осуществлялась посредством гонцов, передававших устные или письменные сообщения. В глубокой древности, еще до н.э., возникает оптический телеграф, это видно из трудов древнегреческого историка Полибия (ок. 201- ок. 120 до н. э.), который утверждал, что греки и их ученики римляне знали два рода телеграфной сигнализации: 1) простой, смысловой и 2) сложной, буквенной. По свидетельству Плиния Старшего (23 или 24-79 гг. до н. э.) зрительные сигналы использовались еще во время Троянской войны. Это подтверждает и трагедия Эсхила (ок. 525-456 гг. до н. э.) «Агамемнон» (ст. 272), где рассказывается, что весть о взятии Трои дошла в Грецию через несколько часов при помощи огненных сигналов, передаваемых с одного возвышенного места на другое, т.е. еще до н.э. применялся принцип ретрансляции информации, с использованием точек приема—передачи. По мнению некоторых ученых, Вавилонская башня была построена для распространения оптической информации. Причем греки при помощи оптического телеграфа умели передавать не только набор условных команд. Еще в V веке до н. э. Клеок-сен и Демоклет предложили передавать буквы комбинацией из двух факелов. Греческий алфавит из 24 букв был записан ими в виде таблицы из пяти строк и пяти столбцов. Полибий сообщает о том, что греки умели пользоваться смысловой телеграфией: «Две станции должны быть снабжены двумя (по одному на каждую) совершенно одинаковыми глиняными цилиндрическими сосудами, вышиной в три локтя, диаметром в один локоть. Оба сосуда снабжены внизу одинаковыми отверстиями, через которые налитая в них вода выливается с одинаковой скоростью. К сосудам принадлежат поплавки из легкого дерева, с укрепленными на них вертикальными палочками, на которых нанесены деления, помеченные употребительнейшими словами или фразами — одно и то же на каждом поплавке. Вода в обоих сосудах должна постоянно наливаться до одинакового в обоих уровня. Перед отправлением депеши телеграфист подымает свой факел и ждет, пока его корреспондент не подымет своего («готов», «слушаю»); тогда оба факела опускаются, открываются отверстия в аппаратах, вода опускается, и когда в отправляющем аппарате желаемое деление на штифте поплавка опустится до верхнего края сосуда, телеграфист опять подымает факел в знак того, что его сосед должен остановить воду в своем цилиндре. Если оба аппарата действовали вполне аналогично, то у края сосуда получателя на штифте поплавка оказывалось то же деление, с тем же словом или фразой». Немного позднее поэтому же принципу действовал буквенный телеграф: греческий алфавит был разбит на три группы, а число факелов обозначало номер группы.

В период развития рабовладельческого государства связь приобретает упорядоченный характер. В Древней Греции, Персии, Египте, Китае, Римской империи существовала хорошо налаженная государственная почта.

До возможности передачи электрических сигналов оптический телеграф являлся наиболее оперативным и распространенным средством связи. Например, во Франции к середине XIX века действовали 550 башен оптического телеграфа для связи 28 наиболее крупных городов. Информация в таком телеграфе, изобретенном французским механиком Клодом Шаппом (1763-1805), передавалась посредством семафорной азбуки, могла преодолеть расстояние между Петербургом и Варшавой (1200 км) за 15 мин. И все же для успешного функционирования капиталистического государства требовалась более скоростная связь.

В XIX в. появляются электрические способы передачи сообщений. Изобретателем электрического телеграфа стал русский ученый, электротехник и востоковед Павел Львович Шиллинг (1786-1837). В 1832 г. он создал клавишный телеграфный аппарат и на основе его — систему электромагнитного телеграфа. Демонстрацию стрелочного телеграфа П. Л. Шиллинг осуществил на своей квартире на Марсовом поле, передав на расстояние более 10 метров телеграмму из 10 слов.

 Известный американский художник Сэмюэл Финли Бриз Морзе (1791-1872) в 1838 г. разработал телеграфный код (код Морзе), состоящий из точек и тире, ставший прообразом современного цифрового кода. А уже к 1850 г. русский физик и изобретатель в области электротехники академик Борис Семенович Якоби (1801-1874) «научил» телеграфный аппарат печатать буквы и цифры на бумажной ленте.

В 1876 г. Александер Грэхем Белл(1847-1922)получил патент в США на изобретенный им телефон. Микрофон преобразовывал звуковые колебания в электрические сигналы, которые могли передаваться на огромные расстояния по проводам, а затем в приемном телефонном аппарате сигналы преобразовывались в звук. Таким образом, стала возможна передача по проводам аналоговой речевой информации.

Уже в 1878 г. в США (Нью-Хейвен) была построена первая телефонная станция.

Целая когорта изобретателей разных стран начала совершенствовать телефонию. Большой вклад в ее развитие внесли и отечественные изобретатели. Так, П. М. Глубицкий в 1883 году разработал и получил патент на усовершенствованный микрофон с угольным порошком. Им же в 1885 году предложен способ электропитания микрофонов от центральной батареи. Г.Г. Игнатьев предложил использовать в телефонном аппарате конденсатор для разделения постоянного и переменного токов- это значительно улучшило качество передачи речи.

Разнообразие профессий.

У многих до сих пор представление о связи ограничивается понятием включающегося в сеть телефонного аппарата, снятием трубки и набором номера, а связист воспринимается как человек, обслуживающий этот аппарат.

На самом деле профессия связиста по-своему уникальна и поэтому очень интересна. Связист должен знать: физику, химию, электротехнику, вычислительную математику, электронику, информатику. Кроме того, он должен обладать незаурядными практическими навыками.

В то же время он должен быть коммуникабельным, т.к. сфера его деятельности – не только телефонный аппарат и техника связи, но и тесная работа с персоналом других служб, подразделений организации, проектных институтов, предприятий и организаций, работающих в сфере связи. Главное же качество связиста – постоянное стремление быть в курсе всего нового, что происходит в сфере развития средств связи и информационных технологий.

Число профессий связистов очень велико. Об одних из них – электромонтере канализационных сооружений связи, электромонтере линейных сооружений телефонной связи и радиофикации, инженере автоматической электросвязи и инженере многоканальной электросвязи – расскажем далее.

Электромонтер канализационных сооружений связи

В городах и населенных пунктах кабели связи прокладывают в кабельной канализации или коллекторах. Кабельная канализация представляет собой систему подземных трубопроводов (или кабелепроводов) и смотровых устройств (колодцев). Коллекторы - это подземные туннели, содержащие один или два яруса.

Электромонтеры канализационных сооружений связи производят техническое обслуживание кабельной канализации и коллекторов, их ремонт, прокладку и вытягивание из них кабелей при замене поврежденных кабельных линий.

При ремонте кабельной канализации электромонтеры канализационных устройств используют типовой комплект инструментов, приспособлений и механизмов. Например, при проверке проходимости каналов  канализации применяют контрольный цилиндр; при прочистке каналов  - палки винтовые с наконечником, совок, щетку, при откачке воды из канализации – мотопомпы.  Прокладку и вытягивание  кабелей из канализации производят с помощью кабельной машины, механических или ручных лебедок, кабельных транспортеров или козел – домкратов.

Рабочим местом электромонтера канализационных сооружений связи является смотровое устройство (колодец) канализации. При устранении поломок трубопроводов, замене колодцев и распределительных телефонных шкафов работы производятся на улицах.

Электромонтеры канализационных сооружений связи  выполняют разнообразные производственные  операции. При профилактическом обслуживании канализации они производят откачку из неё воды, очистку колодцев от песка и грязи, проверку проходимости каналов, ремонт люков, стен, днища, перекрытий и арматуры колодцев. При повреждениях канализации они ремонтируют блоки трубопроводов, колодцы, устраняют их осадку. При реконструкции канализации электромонтеры углубляют трубопроводы,  защищают их железобетонными плитами, заменяют или устанавливают дополнительные колодцы, новые распределительные телефонные шкафы.

Электромонтер линейных сооружений телефонной связи и радиофикации

Электромонтеры линейных сооружений связи и радиофикации обеспечивают бесперебойную работу абонентских пунктов, воздушных и стоечных линий телефонных сетей.

При ремонте телефонов – автоматов, воздушных и стоечных линий связи электромонтеры используют типовые комплекты инструментов, приспособлений и механизмов, а также приборы и индикаторы, служащие для измерения электрических характеристик линий и поиска мест их повреждений. Например, в перечень инструментов, необходимых для обслуживания телефонов – автоматов, входит около 100 наименований, в том числе бокорезы, различные ключи, ножи, отвертки, паяльники, плоскогубцы и т.д.

В перечень инструментов для электромонтера, обслуживающего абонентские устройства, входит около 70 наименований.

При реконструкции и ремонте воздушных линий связи электромонтеры используют бурильно-крановую машину – для бурения ям и установки опор; телескопическую вышку – для работ на воздушных линиях; электротрамбовку – для уплотнения грунта; ручную электропилу – для изготовления опор; электрорубанок – для строгания досок и траверс; сверлильные машины – для сверления отверстий и т.д.

Электромонтеры линейных сооружений телефонной связи работают на самых различных объектах и в самых различных местах: на опорах воздушных линий  и на  крышах  зданий,  в квартирах абонентов и в учреждениях, в уличных кабинах телефонов – автоматов.

Электромонтеры выполняют разнообразные производственные операции: при обслуживании и ремонте воздушных линий они осматривают трассу линии, роют ямы под опоры, устанавливают и заменяют опоры, разматывают, подвешивают, перекладывают провода, чистят изоляторы, устраивают заземления.

Инженер электросвязи (автоматической)

Современные автоматические телефонные станции (АТС) служат для соединения между собой линий, приходящих от телефонов. Каждый телефон подключается к одной из ближайших АТС. В соответствии с номером, набранным абонентом, его телефон подключается к любому другому телефону из нескольких десятков миллионов телефонов в России и сотен миллионов телефонов на всех континентах.

 АТС -  это ряд шкафов, полностью «нашпигованных» большими интегральными схемами и другими компонентами современной электронной техники.

Функции АТС – соединять в соответствии с запросами абонентов линии связи, подходящие к станции по подземным трубам так называемой кабельной канализации. Максимально в одну современную АТС включаются линии от 100 – 200 тысяч абонентов.

Оборудование АТС делится на две составные части. Коммутационное поле служит для соединения в различных сочетаниях линий, подходящих к АТС. А управляет коммутационным полем электронная управляющая машина, которая работает по заранее введенной программе.

Рабочее место инженера электросвязи – зал телефонной станции. Здесь круглогодично поддерживается кондиционерами почти постоянная температура. Воздух, поступающий в здание АТС, очищается от пыли. Такие условия в зале  станции необходимы для безотказной работы сложной электронной техники.

Для поддержания оборудования АТС в работоспособном состоянии необходимо заменять неисправные блоки. Искусство инженера – на основе различного ода сигналов найти и заменить неисправный блок.

Инженер электросвязи должен вносить изменения в программы работы АТС: телефонная сеть развивается, абоненты переезжают на другие квартиры и т.д. Эта операция производится набором цифр и букв по определенным правилам на клавиатуре специальной пишущей машинки. Потом инженер электросвязи должен проверить, правильно ли работает АТС после изменения программ.

Инженер электросвязи должен решать довольно сложные умственные задачи. Вот одна из таких задач. Один из абонентов пожаловался: по его телефону несколько раз спрашивали совершенно другого человека. Как быть инженеру электросвязи? Ведь на огромной сети с множеством АТС где-то произошло повреждение. Вначале инженер должен проверить работоспособность своей станции. Со всего города на АТС приходят вызовы, и надо определить, правильно ли находят они путь к вызываемым абонентам. Современная техника позволяет имитировать вызовы ко всем абонентам данной АТС. Конечно, абонентов не беспокоят, аппаратура только реагирует, что вызов поступает на данную абонентскую линию, но звонок в телефонном аппарате не звучит. Но нет, повреждение не обнаружено. Тогда инженер электросвязи вводит в управляющее устройство программу: записывать в запоминающем устройстве, с каких направлений приходят вызовы к этому абоненту. АТС «засекла» вызов, который поступил из другого города через АТС. Здесь, к счастью, записываются номера абонентов, поэтому легко определить номер вызывающего абонента. Теперь уже в другом городе подключается инженер на другой АТС. После целого ряда проверок выясняется, что на АТС поступают искаженные импульсы набора номера: абонент набирает один номер, а фиксируется другой. Причина оказалась в том, что была повреждена оболочка кабеля, изоляция промокла от грунтовых вод, и при передаче импульсов набора номера происходили искажения. Вот почему абонент из другого города и попал к заявителю.

Инженер электросвязи (многоканальной)

Инженеры многоканальной электросвязи заняты эксплуатационно-техническим обслуживанием линейно- кабельных связи, систем передачи многоканальной электросвязи, а также проектированием и строительством линейно- кабельных сооружений, разработкой систем передачи, специальных измерительных приборов и индикаторов.

Линейно-кабельные сооружения связи включают кабельные и воздушные линии связи, кабельную канализацию, коллекторы, закладные устройства в зданиях и инженерных сооружениях (мостах, дамбах), служащие для прокладки кабелей.

Кабельные линии состоят из изготовленных  на заводах кабелей определенной длины, муфт, служащих для соединения кабелей между собой и оконечных кабельных устройств, в которые включаются концы кабелей. Кабели связи имеют различную конструкцию и могут содержать от одной до нескольких тысяч пар жил, по которым передается информация. Жилы кабеля могут быть выполнены из металла или стекловолокна. По кабелям, содержащим металлические жилы, передаются электрические сигналы. Поэтому такие кабели называются электрическими. По кабелям, содержащим стекловолоконные (диэлектрические) жилы, передается видимый спектр электромагнитных колебаний, то есть то, что мы называем «свет». Поэтому такие кабели называют оптическими. Жилы кабеля заключены в изоляцию и образуют сердечник, покрытый герметичной оболочкой. Оболочки кабелей могут быть пластмассовыми, металлическими (свинцовыми, стальными, алюминиевыми) или металлопластмассовыми. На  междугородных  линиях связи широкое применение находят коаксиальные кабели.

Системы передачи многоканальной связи  представляют собой сложное электротехническое оборудование.  Они обеспечивают образование требуемого числа каналов связи по ограниченным физическим цепям кабельных или воздушных линий связи.

Инженеры многоканальной электросвязи, занятые эксплуатацией, обеспечивают нормальное функционирование линейно-кабельных сооружений и систем передачи тем самым добиваются постоянного действия средств связи с заданными техническими характеристиками.

Инженеры многоканальной электросвязи занимаются также проектированием и строительством линейно-кабельных сооружений.

Для измерения электрических характеристик линий связи, поиска мест повреждений и трасс, а также для настройки систем передачи применяются многочисленные измерительные приборы и индикаторы.  

Основы телефонии.

Двойное преобразование звука.

Говорящий по телефону посредством своего голоса (колебания частичек воздуха) приводит в колебание мембрану телефона; в результате этих колебаний соответственно их ритму и силе меняется сила тока в электрической цепи, соединяющей два телефонных аппарата. Это первое преобразование: звуковые волны преобразуются в электрические (изменения силы тока можно рассматривать как волны).

Звуковые волны в виде электрических волн попадают на принимающую станцию. Наш слух не воспринимает колебательное движение электронов. Поэтому необходимо вторичное преобразование: электрические колебания нужно снова превратить в колебания воздуха. Крохотный электромагнит в трубке телефона  заставляет колебаться тонкую металлическую пластинку в ритме колебаний поступающего тока.

Телефон.

Телефон служит для преобразования электрических колебаний в колебания звуковые. Устройство простейшего телефона и принцип его работы схематически показаны на рисунке.

На полюсах постоянного магнита 1 укреплены сердечники электромагнита 2 с обмотками, соединенными последовательно. На некотором (очень малом ) расстоянии от этих сердечников расположена круглая стальная мембрана 3, закрепленная по краям.

Когда ток І в обмотке электромагнита отсутствует (положение І), мембрана находится под действием только магнитного потока Ф0 постоянного магнита и несколько прогнута в его сторону. При прохождении переменного (разговорного) тока через обмотки электромагнита этим током создается переменный магнитный поток Ф~. В момент, когда направление этого потока совпадает с направлением потока постоянного магнита, происходит усиление общего магнитного поля (Ф0+Ф~), вследствие чего сила F, действующая на мембрану, возрастает и она притягивается ближе к сердечникам электромагнита ( положение ІІ).

Когда же направление магнитного потока, создаваемого переменным током, противоположно направлению магнитного потока постоянного магнита (Ф0 - Ф~), происходит ослабление общего магнитного поля, сила притяжения F, действующая на мембрану, уменьшается и она отклоняется от сердечника дальше, чем при отсутствии тока, - за положение покоя (положение ІІІ).Далее процесс повторяется. Таким образом, мембрана телефона совершает колебательные движения в соответствии с частотой и величиной тока, происходящего через обмотки электромагнита, т.е. происходит преобразование электрических колебаний в колебания звуковые.

Микрофон.

Микрофон служит для преобразования звуковых колебаний в колебания электрические.

Микрофон  представляет собой наполненную угольным порошком коробку, одной из стенок которой служит упругая  пластина – мембрана. Угольный порошок отличается плохой электропроводностью, т.е., другими словами, большим сопротивлением. Но если угольный порошок сжать, сблизить его частички, электропроводность его повышается.

Микрофон нужно присоединить к электрической цепи так, чтобы ток проходил  через  угольный порошок (т.е., через микрофон). Телефонный аппарат работает примерно так: электрический ток выходит через один из полюсов батареи, проходит по угольному микрофону, по проводу доходит до приемника, попадает в обмотку электромагнита трубки для приема и по другой ветви провода возвращается ко второму полюсу батареи.

Мембрана угольного микрофона воспринимает колебания звуковых волн и сжимает угольный порошок то сильнее, то слабее – в полном соответствии с ритмом этих колебаний. Вследствие этого сопротивление микрофона постоянно меняется и соответственно меняется сила проходящего по цепи тока. Т.о. превратили колебания звуковых волн в колебания силы тока.

Для осуществления телефонной связи в цепь микрофона необходимо включить источник постоянного тока. Для питания микрофонов могут быть использованы сухие элементы, аккумуляторы и другие источники постоянного тока. Существуют две системы питания микрофонов: МБ (местная батарея) и ЦБ (центральная батарея).

Основные сведения по электротехнике и электронике

Сведения из электротехники

Электрическое сопротивление и проводимость.

Способность материалов препятствовать прохождению электрического тока называется электрическим сопротивлением. Измеряется в Омах (Ом) и мегаомах( Мом).

1000 Ом = 1 кОм, 1000 кОм = 1 Мом = 1000000 Ом.

Величину, обратную сопротивлению, называют проводимостью и измеряют в сименсах( См).

Резисторы

Для создания необходимого сопротивления в цепях используют резисторы.

Каждый резистор характеризуется номинальным сопротивлением, допуском отклонения от номинального сопротивления и номинальной мощностью рассеяния.

Номинальной мощностью рассеяния резистора является наибольшая мощность, которая может длительное время рассеиваться на нем без вреда для исправной работы резистора при нормальной температуре (20 ºC).

Конденсаторы

В аппаратуре связи применяются конденсаторы – устройства, которые при сравнительно малых размерах обладают большой электрической ёмкостью.

Ёмкость конденсаторов измеряется в фарадах ( Ф), микрофарадах (мкФ) и пикофарадах (пкФ):

1Ф = 1000000 мкФ, 1мкФ = 1000000 пФ.

Конденсаторы можно соединять последовательно, параллельно и смешанно.

Каждый конденсатор характеризуется: ёмкостью, на конденсаторе указывается его номинальная ёмкость; номинальным рабочим напряжением, наибольшее напряжение возникает между обкладками конденсатора, при котором он надежно и длительно работает, сохраняя свои параметры; испытательным напряжением, которое выдерживает конденсатор без пробоя диэлектрика в течение короткого промежутка времени; пробивным напряжением, при котором происходит пробой диэлектрика конденсатора; сопротивлением изоляции, которое при постоянном напряжении( U = 100 В) характеризует качество диэлектрика, величину утечки тока и надежность работы конденсатора; температурным коэффициентом ёмкости, показывающим изменение номинальной ёмкости конденсатора при изменении температуры на 1 ºC.

Электрическая цепь постоянного тока

Электрический ток, протекающий в электрической цепи, представляет собой направленный поток электронов, возникающий под действием электрического поля.

Силу тока измеряют в амперах (А).

Электродвижущая сила (э.д.с.) источника электрической энергии, включенного в цепь, определяется работой, совершаемой им при перемещении электрических зарядов по всей цепи.

Напряжение – часть электродвижущей силы, определяемая работой источника электрической энергии, которая совершается им при перемещении электрических зарядов на участке цепи.

Мощность тока определяется работой, производимой (или потребляемой) в одну секунду, и измеряется в ваттах (Вт).

Электрическое и магнитное поля

Электрические заряды обладают электрическим полем. Возникновение магнитного поля связано с прохождением электрического тока по проводнику.

Электрические величины: Сила взаимодействия зарядов, сила взаимодействия проводников с током, относительная проницаемость, постоянная проницаемость для воздуха и вакуума, напряженность поля, потенциал, энергия.

Магнитные величины: напряженность магнитного поля, магнитная индукция, магнитный поток, сила, действующая на один из двух параллельных проводников, по которым протекает ток.

Электромагнитная индукция

При изменении магнитного потока вокруг катушки в ней возникает электродвижущая сила индукции.

Если витки катушки пересекаются собственным магнитным потоком, то в ней индуктируется электродвижущая сила самоиндукции. Электродвижущая сила взаимоиндукции возникает в одной электрической цепи при изменении силы тока в другой, индуктивно связанной с ней цепи.

Однофазный и трехфазный переменный ток

Переменным электрическим током называется такой ток, который с течением времени периодически изменяется по величине и направлению.

Основными величинами, которыми характеризуется переменный ток являются: период, частота, максимальное (амплитудное) значение, действующее (эффективное) значение, мгновенное значение и угловая частота.

Трехфазной системой переменного тока называется такая электрическая цепь, в которой действуют три электродвижущие силы одинаковой частоты и амплитуды, взаимно смещенные по фазе на 120º.

Трансформаторы

Трансформатор – электромагнитный аппарат с двумя (или более) обмотками, предназначенный в большинстве случаев для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.

Сведения из электроники

Электронные лампы

Электронные лампы и полупроводниковые приборы являются основными элементами радиоэлектронной аппаратуры и аппаратуры электросвязи.

Полупроводниковые диоды

Основными элементами полупроводникового диода являются две полупроводниковые области с различной проводимостью (p и n). Между ними образуется электронно-дырочный p – n – переход.

Наибольшее распространение получили селеновые, германиевые и кремниевые диоды. Они обладают односторонней проводимостью и характеризуются различными параметрами: наибольшее обратное напряжение (Uобр), наименьшее обратное пробивное напряжение (Uпр), наибольшая величина обратного тока (Iобр), наибольший выпрямленный ток ( I в).

Транзисторы

Основными элементами транзистора являются три полупроводниковых области, из которых две крайние обладают одинаковой проводимостью, например дырочной (р), а средняя – электронной (п). Одна крайняя область носит 7азвание эмиттера, средняя – базы, а другая крайняя – коллектора.

Транзистор имеет два электронно-дырочных перехода: эмиттерный и коллекторный. К эмиттерному переходу подключают батарею в прямом направлении, а к коллекторному переходу – в обратном направлении.

Усилители

Усиление электрических колебаний частот осуществляется усилителями.

Основные параметры усилителя: коэффициент усиления – число, показывающее, во сколько раз напряжение на выходе больше напряжения на входе; номинальная выходная мощность – наибольшая мощность, развиваемая усилителем на нагрузке при нормально допустимых искажениях; диапазон усиливаемых частот, определяемый областью частот, в пределах которой коэффициент усиления изменяется не более допустимого значения; частотные искажения формы выходного сигнала, вызванные неодинаковым усилением разных частот, подаваемых на вход усилителя; фазовые искажения, вызванные сдвигом фаз, вносимые реактивными элементами схемы усилителя; линейные искажения, связанные с появлением на выходе усилителя частот, которые отсутствовали в сигнале, подаваемом на его вход; чувствительность усилителя, определяемая наименьшим входным напряжением, при котором на выходе усилителя получается нормальное выходное напряжение (или мощность); коэффициент частотных искажений, представляющий собой отношение коэффициента усиления на данной частоте к коэффициенту усиления в области средних частот.

Широко применяются усилители, состоящие из ступени предварительного усиления и ступени мощного оконечного усилителя.

Предварительный усилитель предназначен для усиления напряжения, тока или мощности, подаваемых на вход оконечного усилителя, который должен отдать нагрузке заданную мощность усиленного сигнала.

Генераторы

Генераторы служат для создания переменного тока различной частоты.

Ламповые генераторы делятся на две группы: генераторы о посторонним или независимым возбуждением, у которых переменное напряжение, называемое напряжением возбуждения, подается на сетку лампы от другого генератора – возбудителя; генераторы с самовозбуждением или автогенераторы, у которых напряжение возбуждения подается от собственного колебательного контура.

Ламповый генератор преобразует энергию постоянного тока ан        одной батареи в энергию переменного тока, частота которого зависит от величин ёмкости конденсатора и индуктивности катушки колебательного контура.

Заключение

Средства связи всегда играли важную роль в жизни общества.

В  XXI веке широко распространена электросвязь – передача информации посредством электрических сигналов или электромагнитных волн. Сигналы идут по кабелям связи – проводам (кабелям) либо без проводов.

Все способы электросвязи – телефон, телеграф, телефакс, Интернет, радио и телевидение схожи по структуре. В начале канала стоит устройство, которое преобразует информацию (звук, изображение, текст) в электрические сигналы.  Затем эти сигналы переводятся в форму, пригодную для передачи на дальние расстояния, усиливаются до нужной мощности и «отправляются» в кабельную сеть или излучаются в пространство. На другом конце линии сигналы попадают в приемник с усилителем, далее их переводят в форму, удобную для обработки и хранения, и, наконец, они снова превращаются в звук, изображение, текст, команды.

Профессия связиста по-своему уникальна и поэтому очень интересна. Связист должен знать: физику, химию, электротехнику, вычислительную математику, электронику, информатику. Кроме того, он должен обладать незаурядными практическими навыками.

В то же время он должен быть коммуникабельным, т.к. сфера его деятельности – не только телефонный аппарат и техника связи, но и тесная работа с персоналом других служб, подразделений организации, проектных институтов, предприятий и организаций, работающих в сфере связи. Главное же качество связиста – постоянное стремление быть в курсе всего нового, что происходит в сфере развития средств связи и информационных технологий.

Профессия связиста тесно связана со многими разделами физики, в частности, с акустикой, электромагнетизмом, электротехникой, электроникой, оптикой и др.

Литература

1. Гаврилов В.Е. Мир профессий: Человек – техника, М.: Мол. Гвардия, 1987г.
2. Грязнов Ю.М., Сагалович Л.И. Городские телефонные станции, М.: Высшая школа, 1983 г.
3. Эмил Киндзиерски Алло! Кто у телефона?, Будапешт, Издательство «Корвина», 1969 г.
4. Дубровский Е.П. Абонентские устройства ГТС, М.: Радио и связь, 1986 г.
5. Кудишин И.В., Федосеев С.Л. Энциклопедия «Техника», М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2007 г.
6. Гунст А.А., Грызлов А.Ф., Шляпинтох Л.С. Справочник молодого связиста, М.: Высшая школа, 1975 г.
7. Материалы сайта www.energo.tver.ru 
8. Материалы сайта www.sviazist.nnov.ru