«ФИЗИКА НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ» Учащийся: Рычков Глеб

«ФИЗИКА НА
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ
ТРАНСПОРТЕ»
Учащийся: Рычков Глеб
Руководитель: Томилова Е.А
ПРОФЕССИЯ ПОМОЩНИК МАШИНИСТА –
- это высококвалифицированный труд, требующий большого
объёма знаний и навыков, т.к. электровоз - сложная
техническая система.
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ВАЖНЫЕ
КАЧЕСТВА МАШИНИСТА:
• развитое техническое мышление, становление и
развитие которого происходит при изучении физики;
• обеспечение безопасности движения. Для того чтобы
выполнять свои должностные обязанности, нашему
выпускнику потребуются прочные знания дисциплин
профессионально - технического цикла, основу
которых составляют физические законы, теории,
явления.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА
Развитие электрической тяги стало возможным благодаря учению
об электричестве и магнетизме. При изучении этого раздела
физики обучающиеся повторяют открытия тех ученых, без труда
которых электрическая тяга была бы невозможной:
• эксперименты Эрстеда;
• открытия электромагнитной индукции М. Фарадеем;
• изобретения электрического двигателя Б. Якоби;
• изобретение трансформатора Яблочковым;
• трехфазная система производства и передачи эл. тока ДоливоДобровольским.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЯГА
На уроках физики будущие работники ж/д транспорта узнают и
доказывают при решении задач профессиональной направленности:
• почему использование переменного тока наиболее экономически
выгодно? (величину тока можно изменять с помощью
трансформатора практически без потерь энергии. Это позволяет
существенно снизить стоимость грузоперевозок, а также стоимость
электрификации железных дорог);
• при изучении "Закона Ома для участка и полной цепи ", "Работа и
мощность постоянного тока" практическую часть заданий
рекомендую проводить в форме расчета параметров эл. цепи эл. ж/д
постоянного тока. Получая эти параметры, они понимают на
конкретной практической ситуации значение падения напряжения
на участке цепи эл. ж/д постоянного тока, и сами отвечают на
вопрос: "Почему через каждые 10-20 км приходится строить
тяговые подстанции?"
ВОЗДУШНО-ГАЗОВАЯ СИСТЕМА
ПОЕЗДА И ТОКОПРИЁМНИК
•
Основа работы автоматических тормозов подвижного состава – газовый
закон Бойля-Мариотта, открытый учеными в конце 17 века;
•
Колебательные движения контактной сети - колебания затухающие, т.к.
контактная сеть имеет компенсаторы.
•
Газовый закон Бойля - Мариотта позволяет исключить удар хрупких
угольных вставок о контактный провод. А обеспечивается это
пневматический приводом, в основу работы которого положен данный
закон. Объем увеличивается, давление падает при постоянной
температуре.
•
Лабораторный компьютерный практикум "Газовые законы" помогает
обучающимся на виртуальном эксперименте проследить зависимость
между параметрами в пневматических системах.
ВОЗДУШНО-ГАЗОВАЯ СИСТЕМА ПОЕЗДА
И ТОКОПРИЁМНИК
• Надежный токосъем при движении обеспечивается благодаря
закону Гука.
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
В работе помощника машиниста очень важен навык работы с контрольно измерительными приборами. Безопасность движения обеспечивают пневматические
тормоза. Источником сжатого воздуха в них является 4-х-тактный компрессор. Его
поршни перемещаются с частотой перемещения 440 раз в минуту. Поэтому
происходит быстрое сжатие воздуха, что вызывает его нагрев до 180°. При такой
температуре воздух не может быть направлен в тормозную систему и в приводы
аппаратов. О снижении температуры до уровня окружающей среды узнают по
манометру на пульте машиниста.
ОПТИКА НА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГЕ
•
Закон отражения и преломления света используется в линзах. Прожектор
электровоза - оптическая система зеркал и линз. Свет прожектора виден
издалека. Для увеличения длины прожектора используют оптические
системы, состоящие из нескольких линз с малыми фокусными
расстояниями. Бороться с ослепляющим действием прожекторных огней
встречных электровозов можно с помощью поляризаторов.
•
Дисперсия света нашла своё применение на ж/д транспорте. Для
сигнализации используют цвета: красный - опасность, желтый предупреждение, зеленый - безопасность. Оранжево - красные полосы на
лобовой части локомотивов используются для наибольшей дальности
видимости. Так проявляют себя волновые свойства света.
ТЯГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОВОЗА.
•
Направление движения поезда выбирают при помощи реверсивной
рукоятки: практически реверсивную рукоятку можно поставить в
положение "вперед" или "назад". Этим переключателем изменяют
направление тока в обмотках возбуждения тягового двигателя. Вот
использование закона Ампера и правила левой руки.
•
Электровоз, как и любое движущееся тело, подчиняется законам механики
Ньютона. Процесс движения поезда подчиняется II закону Ньютона,
который устанавливает связь между действующими на него силами (вес
поезда, сила тяги локомотива, сила сопротивления движению) и его
ускорением. Соотношение сил определяет режим его движения.
•
На примере различных ситуаций в процессе движения грузовых,
пассажирских
составов
рассчитываем
характеристики
движения,
действующие силы, объясняем возникновение причин аварийных ситуаций
в процессе движения, основываясь на законах сохранения импульса и
энергии в механике.
АВТОЦЕПКА
• Надежность
автосцепки
помогают
оценить
знания
по
молекулярной физике. Опасность обрыва поезда возрастает, когда
температура окружающего воздуха опускается ниже нуля. При
отрицательных температурах увеличивается хрупкость, снижается
прочность металлов на разрыв, повышается склонность к
образованию трещин в автосцепках, которые уменьшают их
поперечное сечение.
ПРОФЕССИОНАЛЫ НЕ ДОПУСТЯТ
АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ЖД
ТРАНСПОРТЕ:
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И
ТЯГОВЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
ЭЛЕКТРОВОЗА
•
Силовая цепь - это технически самая сложная часть электровоза
переменного тока. В режиме тяги управление движением поезда
осуществляется за счет изменения напряжения на тяговых двигателях.
Двигатели получают питание с выхода выпрямительной установки через
сглаживающий реактор. На входы выпрямительных установок переменное
напряжение поступает от вторичных обмоток тягового трансформатора. Для
преобразования переменного тока в постоянный (точнее, пульсирующий) на
электровозах
переменного
тока
устанавливают
выпрямители.
В
выпрямителях используют полупроводниковые приборы. Принцип действия
этих приборов основан на их свойстве пропускать ток только в одном
направлении. В выпрямителях используют диоды, которые начинают
проводить ток, как только к ним прикладывают напряжение.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И
ТЯГОВЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
ЭЛЕКТРОВОЗА
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И
ТЯГОВЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
ЭЛЕКТРОВОЗА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На каждом уроке необходимо показывать своим ученикам
единую связь теории и практики. Они должны понимать и знать, что
на каждом этапе запуска электровоза в работу действуют сложные
физические процессы. Как и любая сфера производства,
эксплуатация железных дорог далека от совершенства. И только
творческое поколение профессионалов, владеющее физическими
знаниями,
может
решить
проблему
совершенствования
электроподвижного состава и устройств электроснабжения и, самое
главное, обеспечит безопасность движения.