Вавилова Е.Н. «Энергетика» Материалы по русскому языку в профессиональной сфере

Вавилова Е.Н.
«Энергетика»
Материалы по русскому языку в профессиональной сфере
для самостоятельной работы студентов ЭФФ
ТПУ
2009
Предтекстовые задания:
1.
По названию текста предположите тему и жанр статьи (обзорная статья, новость,
техническое описание и т.п.).
2.
Знакомо ли вам имя Никола Тесла? Что вам о нём известно?
Трансформатор Теслы
Трансформа́тор Те́слы — единственное из изобретений Николы Теслы, носящих
его имя сегодня. Это — резонансный трансформатор, производящий высокое напряжение
при высокой частоте. Оно использовалось Теслой в нескольких размерах и вариациях для
его экспериментов
Схема простейшего трансформатора Тесла
В элементарной форме трансформатор Теслы состоит из двух катушек, первичной и
вторичной, и обвязки, состоящей из разрядника (прерывателя), конденсатора, тороида и
терминала (на схеме показан как «выход»).
Первичная катушка построена из 5-30 витков провода большого диаметра или
медной трубки, а вторичная из многих витков провода меньшего диаметра. Первичная
катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической
(вертикальной). В отличие от многих других трансформаторов, здесь нет никакого
ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между двумя катушками
гораздо меньше, чем у обычных трансформаторов с ферромагнитным сердечником. У
данного трансформатора также практически отсутствует магнитный гистерезис, явления
задержки изменения магнитной индукции относительно изменения тока и другие
недостатки, вносимые присутствием в поле трансформатора ферромагнетика.
Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в
который включён нелинейный элемент — разрядник (искровой промежуток). Разрядник, в
простейшем случае, обыкновенный газовый; выполненный обычно из массивных
электродов, что сделано для большей износостойкости при протекании больших токов
через электрическую дугу между ними.
Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора
выполняет ёмкостная связь между тороидом, оконечным устройством, витками самой
катушки и другими электропроводящими элементами контура с «землей». Оконечное
устройство (терминал) может быть выполнено в виде диска, заточенного штыря или
сферы. Терминал предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов
большой длины. Геометрия и взаимное положение частей трансформатора Теслы
значительно
влияет
на
его
работоспособность,
что
аналогично
проблематике
проектирования любых высоковольтных и высокочастотных устройств.
Трансформатор Теслы рассматриваемой простейшей конструкции, показанной на
схеме, работает в импульсном режиме. Первая фаза — это заряд конденсатора до
напряжения пробоя разрядника. Вторая фаза — генерация высокочастотных колебаний.
Заряд конденсатора производится внешним источником высокого напряжения,
защищённым дросселями и построенным обычно на базе повышающего низкочастотного
трансформатора. Так как часть электрической энергии, накопленной в конденсаторе,
уйдёт на генерацию высокочастотных колебаний, то ёмкость и максимальное напряжение
на
конденсаторе
пытаются
максимизировать.
Напряжение
заряда
ограничено
напряжением пробоя разрядника, которое (в случае воздушного разрядника) можно
регулировать,
изменяя
расстояние
между
электродами.
Типовое
максимальное
напряжение заряда конденсатора — 2-20 киловольт. Знак напряжения для заряда обычно
не важен, так как в высокочастотных колебательных контурах электролитические
конденсаторы не применяются. Более того, во многих конструкциях знак заряда меняется
с частотой бытовой сети электроснабжения (50 или 60 Гц).
После достижения напряжения между электродами разрядника напряжения пробоя в
нём возникает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается
через разрядник на катушку. После разряда конденсатора напряжение пробоя разрядника
резко уменьшается из-за оставшихся в газе носителей заряда. Практически, цепь
колебательного контура первичной катушки остаётся замкнутой через разрядник, до тех
пор, пока ток создаёт достаточное количество носителей заряда для поддержания
напряжения пробоя существенно меньшего, чем амплитуда напряжения колебаний в LC
контуре. Колебания постепенно затухают в основном из-за потерь в разряднике и ухода
электромагнитной энергии на вторичную катушку. Во вторичной цепи возникают
резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале высоковольтного
высокочастотного напряжения.
Для мощных трансформаторов Тесла используются более сложные конструкции
разрядника. Например использующие электродвигатель вращающий диск с электродами,
которые приближаются (или просто замыкают) к ответным электродам для замыкания
первичного контура. Скорость вращения вала и расположение контактов выбираются
исходя из необходимой частоты следования пачек колебаний.
В качестве генератора ВЧ напряжения, в современных трансформаторах Теслы
используют ламповые (VTTC) и транзисторные (SSTC, DRSSTC) генераторы. Это даёт
возможность уменьшить габариты установки, повысить управляемость, снизить уровень
шума и избавиться от искрового промежутка.
Многие разработчики в качестве прерывателя (разрядника) используют управляемые
электронные
компоненты,
такие
как
IGBT
транзисторы,
модули
на
MOSFET
транзисторах, электронные лампы, тиристоры.
Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких
миллионов вольт. Это напряжение в резонансной частоте способно создавать
внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь длину многих
метров. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому трансформатор
Теслы используется как декоративное изделие.
Трансформатор
использовался
Теслой
для
генерации
и
распространения
электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без
проводов (радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспроводной
передачи энергии. В начале XX века трансформатор Теслы также нашёл популярное
использование в медицине. Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами,
которые, протекая по тонкому слою поверхности кожи, не причиняют вреда внутренним
органам, оказывая при этом тонизирующее и оздоравливающее влияние.[1] Последние
исследования механизма воздействия мощных ВЧ токов на живой организм показали
негативность их влияния.[2]
В наши дни трансформатор Теслы не имеет широкого практического применения.
Он изготовляется многими любителями высоковольтной техники и сопровождающих её
работу эффектов. Также он иногда используется для поджига газоразрядных ламп и для
поиска течей в вакуумных системах.
1.
↑ Однако необходимо знать, какие напряжения и диапазоны частот безвредны для
организма
2.
↑ Появление злокачественных опухолей (рака)
Притекстовые задания:
1. Прочитайте текст
2. Найдите в тексте термины и дайте их определение.
3. Как вы понимаете выделенные слова?
4. Разделите текст на 6 частей. Озаглавьте их.
5. Используя схему, опишите устройство трансформатора Теслы и принцип его
работы (своими словами).
6. Какова цель использования в современных трансформаторах ламповых и
транзисторных генераторов?
7. Каково применение трансформатора Теслы раньше и сейчас?
Текст 2
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи (обзорная статья, новость,
техническое описание и т.п.).
Бифилярная катушка
Бифилярная катушка — электромагнитная катушка, которая содержит две близко
расположенных, параллельных обмотки. Если используются три изолированных провода,
используется термин «трифилярная катушка».
В технике слово «бифиляр» описывает провод, который сделан из двух изолированных
жил. Оно обычно используется, чтобы обозначить специальные типы провода для
обмоток трансформаторов. Бифилярный провод, как
правило, представляет собой
цветные эмалированные провода, соединённые вместе.
Есть четыре типа бифилярно намотанных катушек:
1. параллельная намотка, последовательное соединение;
2. параллельная намотка, параллельное соединение;
3. встречно намотанная катушка, последовательное соединение;
4. встречно намотанная катушка, параллельное соединение.
Некоторые бифилярные катушки намотаны так, что ток в обеих катушках течёт в
одном и том же направлении. Магнитное поле, созданное одной обмоткой, складывается с
созданным другой, приводя к большему общему магнитному полю. В других типах
катушек витки расположены так, чтобы ток тёк в противоположных направлениях.
Поэтому
магнитное
поле,
созданное
одной
обмоткой,
равно
и
направлено
противоположно созданному другой, приводя к общему магнитному полю, равному нулю.
Это означает, что коэффициент самоиндукции катушки — ноль.
Бифилярная катушка (чаще называемая бифилярной обмоткой) используется в
современной
электротехнике
как
способ
создания
проволочного
резистора
с
незначительной паразитной индуктивностью.
Другой тип бифилярной катушки применяется в обмотках некоторых реле и
трансформаторов, используемых в импульсных источниках электропитания, чтобы
подавить обратную ЭДС. В этом случае, две обмотки близко расположены и намотаны
параллельно, но электрически изолированы друг от друга. Основная обмотка управляет
реле, а вспомогательная замкнута накоротко внутри корпуса. Когда ток через первичную
обмотку прерывается, как случается, когда реле отключается, большая часть магнитной
энергии поглощается вспомогательной обмоткой и превращается в тепло на её
внутреннем сопротивлении. Это — только некоторые из нескольких методов поглощения
энергии от катушки для защиты устройства (обычно полупроводникового, уязвимого к
скачкам напряжения), которое управляет реле. Главное неудобство этого метода состоит в
том, что он сильно увеличивает время переключения реле.
При применении в импульсном трансформаторе, одна обмотка бифилярной катушки
используется как способ рассеяния энергии, запасенной в магнитном потоке. Из-за их
близости, оба провода бифилярной катушки «видят» один и тот же магнитный поток.
Один провод заземлен, обычно через диод, так, что, когда на другом, основном проводе
бифилярной катушки отключается напряжение, магнитный поток создаёт ток через
вспомогательную (ограничивающую) обмотку. Напряжение на этой обмотке равно
падению напряжения на диоде (в прямом направлении) и равное напряжение появляется
на основной обмотке. Если бы ограничивающая обмотка не использовалась, то
паразитный магнитный поток попытался бы индуцировать ток в основной обмотке. Так
как эта обмотка отключена и коммутационный транзистор находится в закрытом
состоянии, высокое напряжение, которое появилось бы на полупроводниковом
коммутационном транзисторе, могло бы превысить его пробивное напряжение и
повредить его.
Бифилярная катушка упоминается Николой Тесла в патенте Соединенных Штатов под
номером U.S. Patent 512340 (англ.) 1894 года. Тесла объясняет, что в некоторых
применениях (которые он не указывает) коэффициент самоиндукции обычной катушки
является нежелательным и должен быть нейтрализован с помощью подключения
внешнего конденсатора. Бифилярная катушка имеет бо́льшую собственную ёмкость, чем
обычная, таким образом, можно сэкономить на стоимости конденсаторов. Следует
отметить, что это применение бифилярной катушки отличается от современных.
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Притекстовые задания:
1. Прочитайте текст. Как он связан с предыдущим текстом?
2. Выпишите из текста дефиниции (определения).
3. Найдите и восстановите скрытые (неявные) определения.
4. Выпишите из текста термины. Разделите их на две группы: конкретные (названия
устройств) и абстрактные. Объясните их значение.
5. Разбейте текст на части и озаглавьте их.
Послетекстовое задание:
6. Напишите резюме текста о применении бифилярных катушек.
Текст 3
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи (обзорная статья, новость,
техническое описание и т.п.).
Как вы думаете, что означает «беспроводная»?
Беспроводная энергетика
Новую технологию беспроводной передачи энергии продемонстрировали физики из
Массачусетского технологического института (МТИ). Две магнитные антенны диаметром 60
см, настроенные на одну резонансную частоту, обеспечили энергией лампочку мощностью 60
Вт.
Как дистанционно зарядить беспроводное устройство вроде ноутбука, сотового телефона
или домашнего робота? Для передачи энергии можно использовать электромагнитные волны,
но они будут уносить львиную часть энергии в окружающее пространство… Работающие на
высоких частотах узконаправленные антенны или лазеры опасны. Не дай бог, что-то окажется
на пути концентрированного пучка электромагнитного поля. А связанные, как в обычном
трансформаторе, магнитные катушки эффективно работают только в непосредственной
близости друг от друга.
Год
назад научная
группа из
МТИ предложила использовать
так
называемые
нераспространяющиеся (evanescent) электромагнитные волны. Они быстро затухают вблизи
излучателя и не уносят энергии в пространство, но их энергию можно использовать, если на
расстоянии меньше длины волны от источника поместить настроенный в резонанс приемник.
И вот теперь эта идея была впервые реализована. Две резонансные катушки, настроенные
на частоту десять мегагерц, что соответствует длине волны тридцать метров, были размещены
в двух метрах друг от друга. К одной был присоединен передатчик, а к другой приемник и
лампочка. Вокруг излучающей катушки возбуждается в основном магнитное поле, которое в
отличие от электрического слабо взаимодействует с большинством тел, если в них нет ничего
настроенного с этим полем в резонанс. Поэтому такая антенна практически безопасна, а любое
электронное устройство, помещенное между антеннами, не помешает передаче энергии и будет
нормально работать. Настроенные в резонанс антенны оказываются сильно магнитно связаны,
и энергия передается приемнику с эффективностью около сорока процентов. Остальные
шестьдесят процентов поглощаются излучателем.
Результаты демонстрационных экспериментов хорошо совпали с предсказаниями теории.
Но полуметровая антенна великовата для использования в быту, и в ближайшее время ученые
обещают продемонстрировать передачу энергии на более компактные приемные антенны.
Кроме того, шестьдесят процентов потерь при передаче – чересчур большая плата за
беспроводное удобство. И хотя пока трудно сказать, найдет ли эта технология практическое
применение, начало исследований получилось многообещающим.
«Компьютерра» №23, 2007
Притекстовые задания:
1. Прочитайте текст. Определите тезис (главную мысль).
2. Найдите в тексте термины. Дайте их определения.
3. На основе текста определите значение выделенных слов. Подберите к ним
синонимы и антонимы.
4. Кратко сформулируйте суть описанного изобретения.
5. Каковы его достоинства и недостатки?
Послетекстовое задание:
Представьте ситуацию, в которой Вы – автор данного изобретения. На основе текста
создайте презентацию своего нового оборудования.
Текст 4
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье? Может ли энергия быть плоской? В каком стиле написана
данная статья?
Плоская энергия
"Умный"
пластиковый
лист
для
беспроводного
снабжения
энергией
самых
разнообразных устройств изготовили ученые из Токийского университета. Удачная
реализация старой идеи с использованием новейших технологий обещает нам избавление
от пыльных клубков проводов в домах и офисах.
Прототип нового устройства размером с наш журнал имеет толщину около
миллиметра, весит 50 г и способен передавать до 40 Вт любому аппарату, снабженному
специальной приемной катушкой. Принцип его работы не нов - энергия передается от
одной катушки к другой, как в обычном трансформаторе. Гораздо труднее обеспечить
эффективность и безопасность передачи энергии за доступную цену. В новом устройстве
эффективность достигает 81%, что кажется не слишком блестящим, но вполне терпимым
результатом по сравнению с обычной эффективностью в 93% всей силовой сети передачи
энергии от электростанции до лампочки в люстре.
Но и этот результат был достигнут с большим трудом. Гибкий лист просто набит
электроникой. Помимо матрицы плоских медных передающих катушек в нем размещается
матрица дополнительных сенсорных катушек, которые определяют местоположение
приемной катушки. Если ее поднести к листу ближе, чем на 2,5 см, то с помощью
электронной схемы из органических транзисторов и микромеханических переключателей
ближайшая силовая катушка автоматически включается на передачу. Так исключается
бессмысленное излучение в пространство.
Все четыре слоя устройства изготавливают печатным способом. Плоские медные
катушки - с помощью трафаретной печати, а слои с транзисторами и переключателями - с
помощью печати струйной. В результате получается гибкий лист ориентировочной
стоимостью 100 долларов за квадратный метр. Такие листы в умном доме можно
положить на стол, встроить в пол и стены. В подобном доме не понадобятся
электрические розетки, поскольку всё - от гирлянд на новогодней елке до плоского
телевизора на стене, от сотового телефона до робота-пылесоса - можно будет обеспечить
энергией беспроводным способом.
Несмотря на большой интерес к новинке многих компаний-производителей, авторы
пока не торопятся внедрять свое детище в массовое производство. По их оценкам,
потребуется еще лет пять для отладки технологии и выработки стандартов беспроводной
передачи энергии.
«Компьютерра» № 18, 2007
Притекстовые задания:
Прочитайте первый абзац. Уточните тему статьи. Чем полезно изобретение, о
1.
котором идёт речь?
2.
Прочитайте весь текст. Найдите в тексте термины. Дайте их определения.
3.
Объясните значение слов: прототип, сенсорный.
4.
На основе контекста определите значение выделенных слов. Подберите к ним
синонимы и антонимы.
5.
Опишите, как выглядит устройство
6.
Как его можно применять?
7.
Каковы его достоинства и недостатки?
8.
Каковы перспективы данного устройства?
9.
Как вы думаете, почему статья называется «плоская энергия»? Дайте свой
вариант названия статьи (в научном стиле).
Послетекстовое задание:
10.
Представьте, что вы – изобретатель данного устройства. Проведите презентацию
этого устройства (вид, принцип работы, устройство, способ изготовления,
применение).
Текст 5
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье? К какому стилю речи она принадлежит?
Проводимость по-техасски
В Техасском университете (г. Остин) создали разновидность пластика, который не
только обладает неплохой электропроводностью, но и изменяет ее в зависимости от
условий производства.
Новый материал создан на основе эластичного полианилина, из которого можно
делать гибкие и долговечные провода. Кроме полианилиновой основы в состав пластика
входит электропроводящий компонент. Меняя его состав и концентрацию, можно
добиться нужной проводимости пластика. По сравнению с обычными металлическими
проводниками «пластмассовая проволока» обладает рядом преимуществ. Например, ее
можно получать в растворе при комнатной температуре без использования вакуума, тогда
как производство проводников для современной электроники требует куда более жестких
условий и предъявляет высокие требования к металлам. Правда, проводимость пластика
пока не может конкурировать, скажем, с проводимостью меди.
Сейчас исследователи пытаются «заставить» пластмассу менять цвет в зависимости от
ее проводимости. Это свойство может оказаться полезным при создании различных
дисплеев и индикаторов (или, например, солдатской камуфляжной формы). Кроме того,
электрохимические свойства полианилина зависят от кислотности среды, что может быть
использовано (и уже применяется) при создании сенсоров. Кстати, в России исследования
полианилина проводятся довольно давно, причем есть перспективные разработки
химических и биологических сенсоров на его основе.
Полимеры все больше проникают в электронику в качестве основных, а не
вспомогательных материалов. Полимерный аналог транзистора уже создан (пока, к
сожалению, далеко не нанометровых размеров), научились делать и пластиковые
проводники. Скоро дойдет до того, что в электронике вообще не останется ни одного не
то что металлического, а вообще неорганического компонента. Не говоря уж о
сверхпрочных углепластиках, которые по множеству механических конструкционных
параметров превосходят металлы.
«Компьютерра» №16, 2007
Притекстовые задания:
1.
Прочитайте первый абзац. О каком изобретении идёт речь? Какими
качествами оно обладает? Что значит «неплохая проводимость»? На основе
прочитанного объясните значение названия статьи.
2.
Прочитайте второй абзац. Как вы поняли значение выделенных слов и
конструкций? Из чего состоит изобретенный пластик? Каковы его
преимущества и недостатки?
3.
Прочитайте третий и четвертый абзац. Почему слово «заставить» взято в
кавычки?
4.
Каковы перспективы данного изобретения?
5.
Найдите в тексте термины, дайте их определение.
6.
Как вы думаете, как название связано с содержанием статьи. Дайте свой
вариант названия (в научном стиле).
Послетекстовое задание:
7.
Представьте, что вы – изобретатель данного устройства. Проведите
презентацию этого устройства (вид, принцип работы, устройство, способ
изготовления, применение).
Текст 6
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Что такое «рулон»? Как вы
думаете, о чем будет идти речь в данной статье? Как вы думаете, каким качеством
обладает описываемое явление или предмет? К какому стилю речи принадлежит статья?
Энергия в рулонах
Ученые из Ренсселерского политехнического института (штат Нью-Йорк) изготовили
гибкий источник энергии, очень похожий на обыкновенную бумагу. Он, как бумага, на
90% состоит из целлюлозы, может работать при температуре от –80 до +180 градусов
Цельсия, и его можно гнуть, складывать и даже отрывать кусочками без риска утраты
полезных свойств.
Ключом к успеху новой технологии стала уже не новая идея использовать прекрасную
проводимость и развитую поверхность углеродных нанотрубок. Лес из нанотрубок, как
обычно, выращивают на кремниевой пластине, а затем покрывают слоем целлюлозы
(используя органический состав, который может растворять целлюлозу и при этом
работать как электролит). Получившуюся пленку толщиной несколько микрон отделяют
от кремния и заменяют его тонкой алюминиевой фольгой, соединенной с нанотрубками и
играющей роль электрода. Два таких слоя складывают вместе нанотрубками друг к другу,
и суперконденсатор, или ионистор, готов.
Ионисторы по своим свойствам занимают промежуточное положение между
аккумуляторами и конденсаторами. Благодаря тому, что в их органическом электролите
возникает так называемый двойной электрический слой, емкость ионистора примерно на
два порядка больше, чем у конденсатора, но все еще на порядок меньше, чем у
химического аккумулятора. Зато ионисторы способны разряжаться и заряжаться почти так
же быстро, как и конденсаторы, обеспечивая примерно на два порядка больший ток,
необходимый во время пиковых нагрузок вроде фотовспышки или разгона автомобиля.
Если в таком бутерброде из целлюлозы и нанотрубок в качестве одного из электродов
использовать слой лития, то вместо ионистора получится литий-ионный аккумулятор. При
повышенных температурах в качестве электролита в нем можно использовать жидкую
соль, а при нормальных температурах биологические жидкости - пот, кровь и даже мочу.
Поскольку целлюлоза хорошо биологически совместима с тканями организма, а
нанотрубки химически нейтральны, такой аккумулятор прекрасно подойдет для питания
различных датчиков и имплантов.
Но самый интересный гибридный источник энергии получится, если сложить вместе
листы ионистора и аккумулятора, соединив их параллельно. Такой источник энергии
будет обладать достоинствами обоих устройств - то есть сможет давать большой ток и
будет иметь приличную емкость.
Новый источник энергии прекрасно подойдет для грядущего поколения тонких и
гибких экранов и других мобильных устройств. К сожалению, пока емкость первых
вариантов гибких аккумуляторов и ионисторов еще невелика по сравнению с их
аналогами обычной конструкции. Так что сейчас ученые активно работают над
улучшением параметров "гибкой энергии".
Журнал «Компьютерра»
Притекстовые задания:
1. Прочитайте первый абзац. О каком изобретении идёт речь? Какими качествами
оно обладает? Из чего состоит?
2. Прочитайте второй абзац. Какая идея лежит в основе новой технологии? Как
создают это устройство?
3. Прочитайте третий абзац. Объясните, что такое суперконденсатор, или ионистр.
Каковы его преимущества и недостатки?
4. Прочитайте четвертый и пятый абзацы. Что в данном тексте значит слово
«бутерброд»? Как еще можно использовать описываемое изобретение?
5. Прочитайте последний абзац. Каковы перспективы использования данного
изобретения? Какие проблемы препятствуют использованию изобретения на
данный момент?
6. Найдите в тексте термины, дайте их определение.
7. Дайте свой вариант названия статьи (в научном стиле).
Послетекстовое задание:
8. Представьте, что вы – изобретатель данного устройства. Проведите презентацию
этого устройства (вид, принцип работы, устройство, способ изготовления,
применение).
9. На основе текстов 5,6,7 напишите обзорный реферат на тему «Гибкость как
качество современных изобретений».
Текст 7
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Какое слово в названии
ключевое? Как вы думаете, о чем будет идти речь в данной статье? Как вы думаете,
какими качествами обладает описываемое явление или предмет? К какому стилю речи
принадлежит статья?
Трясите, Шура, трясите
Вибрационный микрогенератор величиной с кусочек сахара разработали ученые
Университета Саутгемптона, Великобритания. Эффективность генератора достигает
тридцати процентов, и авторы считают, что сегодня это самое совершенное устройство в
своем классе.
Аппарат размером 7х7х8,5 мм не поражает совершенством нанотехнологий. Он
просто работает. На конце гибкого кронштейна длиной несколько миллиметров
расположены четыре постоянных магнита из сплава неодима, железа и бора объемом 1,5
мм3 каждый. Магниты помещены внутри медной катушки, и их вызванные вибрацией
колебания наводят в катушке электрический ток. После выпрямления и стабилизации ток
можно использовать для питания любой электронной схемы. Система настроена на
частоту 52 Гц и способна вырабатывать до 46 мкВт электроэнергии. Этого, разумеется,
недостаточно для сотового телефона или mp3-плеера, но для подзарядки часов или
питания беспроводного сенсора уже хватает.
На фотографии новый генератор расположен в центре платы с акселерометром,
которая может измерять и отправлять в центр обработки данных информацию о
колебаниях конструкции. Похожие акселерометры с аккумуляторами уже используются
для отслеживания опасных колебаний Золотого моста в Сан-Франциско, и их регулярная
перезарядка доставляет массу хлопот. Теперь датчики с автономным питанием, не
зависящим, как в случае солнечных батарей, от причуд освещенности, достаточно один
раз установить, а затем - только получать от них ценную информацию. Такие устройства
весьма полезны для контроля состояния многих высоких сооружений вроде небоскребов,
вышек или нефтяных ректификационных колонн. Разумеется, и их колебания зависят от
капризов погоды, зато энергия от такого генератора будет поступать именно тогда, когда
она необходима. Хватает вредных вибраций и у многих других сооружений и механизмов,
и генератор нетрудно перенастроить на характерные частоты их колебаний.
"Компьютерра" №27-28, 2007 г.
Притекстовые задания:
1. Прочитайте первый абзац. О каком изобретении идёт речь? Какими качествами
оно обладает?
2. Прочитайте второй абзац. Является ли основой изобретения новая
нанотехнология? Как устроен описываемый генератор?
3. Прочитайте третий абзац. Где можно использовать данное изобретение? Каково
его основное преимущество? Как вы поняли, что такое акселерометр? Найдите в
данном абзаце синоним к слову «причуды».
4. Найдите в тексте термины, дайте их определение.
5. Как вы думаете, как название связано с содержанием статьи? Дайте свой вариант
названия (в научном стиле).
Послетекстовое задание:
6. Представьте, что вы – изобретатель данного устройства. Проведите презентацию
этого устройства (вид, принцип работы, устройство, способ изготовления,
применение).
Текст 8
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье? Как вы думаете, какими качествами обладает описываемое
явление или предмет? К какому стилю речи принадлежит статья?
Ветер дует - деревья качаются
Удивительный "реснитчатый" наногенератор удалось изготовить ученым из
Технологического института Джорджии в Атланте. Генератор способен утилизировать
энергию механических вибраций, ультразвуковых колебаний и даже пульсирующего тока
крови
достаточно
эффективно,
чтобы
обеспечить
питанием
разнообразные
наноустройства.
Исследователи использовали уникальные физические свойства оксида цинка,
который одновременно является полупроводником и пьезоэлектриком. Из этого
материала вырастили целый лес нановолокон с одинаковой высотой около микрона,
которые покачиваются под действием внешних механических колебаний. При изгибе изза пьезоэффекта на границах волокон образуются заряды разных знаков. Чтобы их снять и
использовать, напротив волокон разместили "пилу" из заостренных, покрытых слоем
платины электродов, выращенных на кремниевом проводнике. При
случайном
соприкосновении платинового электрода и полупроводниковой реснички в месте их
контакта из оксида цинка образуется диод Шоттки, через который электроны стекают во
внешнюю цепь. А поскольку таких ресничек очень много, в каждый момент времени то
одни, то другие касаются соединенных параллельно платиновых контактов, и в сумме по
цепи течет почти постоянный ток.
По оценкам авторов, такое сравнительно простое в изготовлении устройство
способно генерировать до четырех ватт энергии на кубический сантиметр своего объема.
А поскольку генератор сделан из нетоксичных материалов, его можно даже
имплантировать в тело человека.
"Компьютерра" №16, 2007 г.
Притекстовые задания:
1. Прочитайте первый абзац. О каком изобретении идёт речь? Как вы думаете, что
такое «реснитчатый»? На что это похоже? Какими качествами обладает данное
изобретение? Подберите синоним к слову «утилизовать».
2. Прочитайте второй абзац. Что является основой изобретения? Как устроено и
как действует описываемое устройство? Объясните, что такое пьезоэлектрик,
пьезоэффект, диод Шоттки?
3. Прочитайте третий абзац. Какова мощность устройства? Где его можно
использовать? Каково его основное преимущество? Как вы думаете, имеются ли
у него недостатки?
4. Как вы думаете, как название связано с содержанием статьи? Дайте свой вариант
названия (в научном стиле).
Послетекстовое задание:
5. Представьте, что вы – изобретатель данного устройства. Проведите презентацию
этого устройства (вид, принцип работы, устройство, способ изготовления,
применение).
Текст 9
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье? Как вы думаете, какими качествами обладает описываемое
явление или предмет? К какому стилю речи принадлежит статья?
Прыгать надо
Одним из главных недостатков современных мобильников, смартфонов, ноутбуков и
прочих портативных устройств является ограниченное время работы от аккумулятора.
Для решения этой проблемы производители применяют энергосберегающие технологии, а
компании, специализирующиеся на выпуске аксессуаров, предлагают специальные
зарядные устройства, не нуждающиеся в электророзетке, например ручные генераторы.
Молодая компания M2E Power решила в очередной раз доказать, что все новое - это пусть
и не совсем забытое, но все же старое, и создала зарядник, использующий явление
электромагнитной индукции, открытое Майклом Фарадеем еще в XIX веке (в проводнике,
помещенном в изменяющееся магнитное поле, возникает электродвижущая сила).
Зарядник
M2E
Power
содержит
те
же
компоненты,
что
и
обычные
электрогенераторы (катушка плюс постоянный магнит), вот только механическую
энергию предполагается использовать дармовую, вроде перемещения тела человека при
ходьбе или вибрации движущегося автомобиля (что-то вроде часов с автоподзаводом). В
отличие от множества аналогичных проектов, например с армейским рюкзакомгенератором, M2E Power планирует поместить всю необходимую начинку в корпус
стандартных источников питания: телефонного аккумулятора или цилиндрических
батареек. Компания уже получила от ряда инвестиционных фондов финансовую
поддержку на дальнейшие исследования в размере восьми миллионов долларов и подала
патентные заявки на свои разработки. Тестирование ранних прототипов зарядников
нового типа показало, что два часа ходьбы позволяют получить достаточно
электроэнергии, чтобы полчаса-час разговаривать по сотовому телефону.
На начальном этапе M2E Power рассчитывает создать мини-генератор для военных,
а затем и для широкой продажи. Сперва зарядники будут выпускаться в качестве
независимых устройств и подключаться к телефону кабелем. А в перспективе
миниатюрные электростанции и вовсе могут стать неотъемлемой частью гаджетов.
Учитывая несовершенство прототипов, вряд ли стоит ожидать появления на рынке
подобных устройств в течение пары ближайших лет. Так что пока владельцам
мобильников придется по старинке заряжать аккумуляторы от сети.
"Компьютерра" № 714, 2007 г.
Притекстовые задания:
1. Прочитайте первый абзац. Какая проблема в нем обозначена? О каком
изобретении идёт речь? На какой основе создано новое изобретение? Дайте
формулировку этого явления.
2. Прочитайте второй абзац. Как устроено и как действует описываемое
устройство? В чем сходство и отличие изобретения от предыдущих аналогов?
3. Прочитайте третий абзац. Каковы перспективы использования данного
устройства? Каково его основное преимущество? Как вы думаете, какие
имеются недостатки? Как скоро устройство можно будет приобрести?
4. Дайте свой вариант названия статьи (в научном стиле).
Послетекстовое задание:
5. Представьте, что вы – изобретатель данного устройства. Проведите презентацию
этого устройства (вид, принцип работы, устройство, способ изготовления,
применение).
6. На основе текстов 8, 9, 10 напишите обзорный реферат на тему «Вибрационные
генераторы».
Текст 10
Предтекстовое задание:
Дайте определение терминам «генератор» и «мотор». Может ли мотор быть
генератором?
Вполне практичную конструкцию броуновского мотора предложили физики из
Хасселтского университета (Бельгия). Возможно, недалек тот день, когда миллионы
подобных устройств будут вырабатывать энергию для наномашин или охлаждать
электронные чипы.
Демон Максвелла, злобно управляющий движением отдельных молекул в
нарушение законов термодинамики, уже скоро полтора века как один из любимейших
персонажей на страницах скучных учебников. Но лишь в последние десять лет ученые
всерьез заинтересовались
устройствами, которые способны взаимодействовать с
отдельными молекулами и непосредственно использовать энергию их случайного
теплового движения. Несколько лет назад бельгийские теоретики выполнили расчеты
методом молекулярной динамики и показали, что на уровне современных нанотехнологий
реализация таких моторов вполне возможна. И вот теперь от чисто теоретических
построений и гипотетических агрегатов дело дошло до оптимизации конкретной
конструкции.
Хассельтский мотор, как и любое подобное устройство, может либо вырабатывать
энергию, пользуясь перепадом температур, либо, наоборот, работать как холодильник при
подводе к нему энергии извне. Мотор состоит из двух похожих на улитки спиральных
роторов, насаженных на один вал и разделенных тонкой мембраной. Один ротор погружен
в теплый разреженный газ, а другой находится в более холодном газе. Сталкиваясь с
ротором, молекулы теплого газа сообщают ему часть своей энергии. Эта энергия
передается через вал другому ротору, и тот подталкивает налетающие на него молекулы
холодного газа, повышая их температуру. Витки роторов направлены в разные стороны, и
благодаря тому, что температура, а значит, и средняя скорость движения молекул в газах
различна, возникает вращательный момент, который и раскручивает ротор. И это
вращение можно использовать для выработки электроэнергии или для механического
привода наномашин.
Расчеты показывают, что скорость вращения зависит от перепада температур и
может достигать тысячи оборотов в секунду. А если ротор раскрутить внешними силами,
он будет работать как тепловой насос - холодильник, перекачивая тепло от холодного газа
к горячему.
Ученые проанализировали различные формы роторов толщиной 4–10 и диаметром
5–12 нанометров. При выборе формы ротора стоит дилемма между снижением вязкого
трения о газ и достижением максимально возможной асимметрии ротора - так, чтобы он
лучше использовал удары молекул. Оптимизация показала, что эта роторная конструкция
вполне удачна и может успешно конкурировать с другими наноустройствами. Кроме того,
фиксированная в мембране ось и непрерывность работы выгодно отличает этот мотор от
различных трещоток, качалок, дрожалок и других в большинстве своем пока
гипотетических конструкций броуновских моторов.
«Компьютерра» № 715, 2007
Притекстовые задания:
1. Прочитайте первый абзац. О каком изобретении идёт речь?
2. Прочитайте второй абзац. Как вы поняли первое предложение абзаца.
Сформулируйте его по-другому. Вспомните из курса физики формулировку
закона Максвелла. На какой основе создано новое изобретение? Дайте синоним
слову «оптимизация».
3. Прочитайте третий и четвертый абзацы. Как устроено и как действует
описываемое устройство? Как и где оно может быть использовано?
4. Прочитайте пятый абзац. Какая проблема существует в этой области? Каковы
преимущества данного устройства по сравнению с его аналогами? Как вы
думаете, имеются ли какие-нибудь недостатки? Как вы представляете себе
«трещотки, качалки, дрожалки»?
5. Озаглавьте статью.
Послетекстовое задание:
6. Представьте, что вы – изобретатель данного устройства. Проведите презентацию
этого устройства (вид, принцип работы, устройство, способ изготовления,
применение).
Текст 11
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье? Как вы думаете, какими качествами обладает описываемое
явление или предмет?
Сверхпроводящий терагерц
Ученые из Арагонской национальной лаборатории США разработали компактный
твердотельный источник когерентного терагерцового излучения. Это устройство на
основе высокотемпературного сверхпроводника способно произвести революцию во
многих областях - от систем безопасности до медицинской диагностики.
Терагерцовый диапазон электромагнитных волн лежит между микроволновым
радиоизлучением полупроводниковых электронных схем и инфракрасным излучением
лазеров. Эти диапазоны не перекрываются, и в "дыре" от 0,5 до 2 терагерц пока нет ни
одного устройства, способного излучать со сколько-нибудь приемлемой эффективностью.
А излучение этого диапазона обладает массой замечательных свойств. Оно способно
как рентген пронизывать многие материалы, но, в отличие от рентгена, из-за малой
энергии фотонов не приводит к ионизации вещества, а значит, безвредно в малых дозах.
Длина волны в терагерцовом диапазоне короче, чем у микроволн, и разрешение
аппаратуры будет выше. Кроме того, у многих опасных веществ в этом диапазоне есть
характерный спектр поглощения, так что их можно будет легко обнаружить при досмотре
в аэропортах. Также терагерцовые волны, проникающие в человеческое тело на
полсантиметра, помогут в диагностике рака и многих других заболеваний.
В новом излучателе используется нестационарный эффект Джозефсона. Он
возникает в контакте Джозефсона - тонком слое диэлектрика между двумя слоями
сверхпроводника, если туннельный ток через контакт превысит некоторое критическое
значение. В этом случае сверхпроводящие куперовские пары электронов, перескакивая
через слой диэлектрика, вынуждены излучать набранную при этом энергию в виде
электромагнитных волн. Обычный контакт Джозефсона излучает слабо и слишком
длинные волны. Но в слоистом высокотемпературном сверхпроводнике Bi2Sr2CaCu2O8
между сверхпроводящими слоями оксида меди толщиной всего в пару атомов находятся
слои изолятора оксида висмута и стронция толщиной в полтора нанометра, образующие
контакты Джозефсона с подходящими свойствами. Чтобы заставить контакты излучать
согласованно, ученые изготовили полоску сверхпроводника высотой один микрон,
шириной сто и длиной триста микрон, в которой набралось порядка тысячи контактов и
которая играет для терагерцовых волн роль резонатора, как пара зеркал в простейшем
лазере. Правильно подобрав величину падения напряжения на полоске, можно возбудить
резонансную генерацию, заставив все контакты Джозефсона излучать согласованно.
Таким способом удалось получить пучок непрерывного излучения мощностью 0,5
микроватта на частоте 0,85 терагерца. А уменьшив ширину полоски до 40 микрон, частоту
излучения снизили до 0,4 терагерца. Генерация сохранялась вплоть до 50 градусов выше
абсолютного нуля. Согласно оценкам, увеличивая резонатор, можно будет получать луч
мощностью до 1–10 милливатт, а этого уже вполне достаточно для практических
приложений. Вполне вероятно, что использование других слоистых сверхпроводников
позволит еще больше расширить рабочий диапазон и увеличить мощность. По-видимому,
такой сравнительно простой и компактный источник, охлаждение которого хорошо
отработано, не вызовет больших проблем и быстро найдет дорогу в научные лаборатории,
больницы и аэропорты.
«Компьютерра» № 713, 2007
Притекстовые задания:
1. Прочитайте первый абзац. О каком изобретении идёт речь? Что лежит в основе?
В каких областях может быть использовано?
2. Прочитайте второй абзац. Объясните, что значит «терагерцовый диапазон»?
найдите синоним к слову «дыра» в данном абзаце.
3. Прочитайте третий абзац. Какими свойствами обладает излучение терагерцевого
диапазона?
4. Прочитайте четвертый абзац. Какое явление использовано в новом устройстве.
Опишите это явление.
5. Прочитайте пятый абзац. Каковы параметры полученного излучения? Каковы
преимущества описанного изобретения? Существуют ли недостатки?
Послетекстовое задание:
6. Представьте, что вы – изобретатель данного устройства. Проведите презентацию
этого устройства (вид, принцип работы, устройство, способ изготовления,
применение).
Текст 12
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье?
В желтой, жаркой Африке
Пока
не
ясно,
насколько
будут
востребованы
в
развивающихся
странах
"стодолларовые ноутбуки" для детей, а уже стартовал новый пятилетний амбициозный
проект, нацеленный на их продвинутых мам. Дешевый дровяной "кухонный комбайн",
объединяющий
плиту,
электрогенератор
и
холодильник,
обещает
разработать
международная команда ученых, координируемая из Университета Ноттингема в
Великобритании.
Сегодня около двух миллиардов людей на земном шаре готовят пищу на открытом
огне, используя костер или примитивную печь. А это крайне неэффективно. Лишь около
семи процентов выделяемой от сжигания дров или другой органики энергии используется
по назначению. Кроме как к дополнительному загрязнению воздуха и окружающей среды,
выделению углекислого газа и уничтожению растительности такая расточительность не
ведет. Но тотальная нищета третьего мира пока не позволяет что-нибудь изменить.
Новый проект назвали SCORE (Stove for Cooking, Refrigeration and Electricity) - печь
для готовки, охлаждения и получения электричества. Самое интересное, что комбайн
основан на технологии термоакустических преобразователей, которые до сих пор
использовались лишь в космосе или в военных целях для охлаждения электроники или
генерации электроэнергии. Только эти передовые технологии, надеются авторы проекта,
позволят создать простое устройство почти без движущихся частей и не требующее
обслуживания,
цена
которого
($30–40)
будет
на
порядок
меньше,
чем
у
электрогенераторов такой же мощности.
По-видимому, первыми с термоакустикой столкнулись стеклодувы, еще в XIX веке.
Они иногда слышали чистый звук, издаваемый неравномерно нагретыми сосудами. Тогда
же эффект генерации звука при наличии перепада температур был изучен и описан в
трудах классиков науки. Но на практике с термоакустической неустойчивостью серьезно
начали работать лишь в середине прошлого века создатели ракетных двигателей, в соплах
которых большие перепады температур приводили к самовозбуждению звуковых
колебаний, способных разрушить всю конструкцию. И лишь в восьмидесятых годах было
осознано, что можно использовать и обратный эффект перекачки тепла звуковыми
волнами. На основе термоакустического эффекта стали разрабатывать тепловые насосы,
то есть холодильники для спутников и радаров. Возник интерес и к термоакустическим
генераторам электроэнергии.
Механизм работы термоакустического устройства легче всего понять на примере
теплового насоса. В простейшем случае он состоит из настроенной в резонанс со
звуковыми колебаниями трубы, в которую помещен кусок пористой керамики или пучок
параллельных заполненных газом тонких трубок. С одной стороны трубы помещают
динамик, похожий на тот, что используют в звуковых колонках. В возбуждаемых
динамиком стоячих звуковых волнах газ колеблется взад и вперед, нагреваясь при сжатии
и охлаждаясь при расширении. Этот перепад температур мал - всего две сотые градуса
даже для громкого звука на болевом пороге нашего слуха (120 децибел). Но если
правильно подобрать материал и размеры трубок, этого оказывается достаточно, чтобы
обменивающийся с ними теплом газ создал в пучке необходимый градиент температуры.
Точно так же, но в противоположном направлении работает и термоакустический
генератор, в котором звуковые колебания возникают при поддержании перепада
температур в пучке трубок. А уже эти звуковые колебания нетрудно превратить в
электрический ток с помощью того же динамика, который будет работать как микрофон,
то есть линейный электрогенератор. Если же в качестве динамика использовать
пьезопластину, в таком устройстве совсем не будет движущихся частей. Первые
термоакустические холодильники и генераторы были примерно вдвое менее эффективны,
чем обычные компрессорные холодильники и двигатели внутреннего сгорания. Однако
постоянное совершенствование их конструкции позволило ликвидировать отставание, а в
некоторых случаях даже добиться эффективности около 40%.
В "кухонном комбайне" для развивающихся стран будет два пучка трубок и один
динамик между ними в общей трубе-резонаторе, которая конструктивно соединена с
плитой. Горящие дрова одновременно с кастрюлями и сковородами будут нагревать один
из концов первого пучка - в нем возникнут звуковые колебания с частотой, по
предварительным расчетам, около пятидесяти герц. Эти звуковые колебания будут
раскачивать генерирующий электричество динамик и создавать перепад температур во
втором пучке, работающем как холодильник. Конструкция гениально проста, и будем
надеяться, что она действительно окажется эффективной.
Такой генератор, наверное, придется весьма кстати, если понадобится подзарядить
"стодолларовый ноутбук" ребенка. Однако не очень понятно, станет ли хорошая хозяйка в
жаркой Африке день и ночь что-то жечь, чтобы работал ее холодильник. Впрочем, до
конца этого проекта еще пять лет, а первые рабочие прототипы обещаны лишь через три
года, так что за это время многое может измениться, включая и саму концепцию
устройства.
«Компьютерра» № 23, 2007г.
Притекстовые задания:
1. Прочитайте первый абзац. Что вы знаете о проекте, связанном с
«стодолларовыми ноутбуками»? Насколько он был удачным? Что станет
объектом следующего проекта? Для кого будет предназначен? Какова его
основная цель?
2. Прочитайте второй абзац. Что является причиной для развития этого проекта?
3. Прочитайте третий абзац. Что представляет собой проектируемое устройство?
На какой технологии основано? Каковы его достоинства?
4. Прочитайте четвертый абзац. Что такое термоакустика? Опишите ее краткую
историю.
5. Прочитайте пятый и шестой абзацы. Опишите устройство и принцип работы
термоакустического устройства.
6. Прочитайте седьмой абзац. Опишите устройство и принцип работы
проектируемого «кухонного комбайна».
7. Прочитайте последний абзац. Каково отношение автора к проекту? Указывает ли
он на какие-либо недостатки проекта?
8. Дайте свое название статье (в научном стиле).
Послетекстовое задание:
9. Представьте, что вы – руководитель данного проекта. Проведите презентацию
этого устройства (вид, принцип работы, устройство, способ изготовления,
применение) для жителей развивающихся стран.
Текст 13
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье?
Механическая альтернатива
Рассматривая тему получения электричества в полевых условиях, мы как-то
совсем упустили из виду такой преобразователь тепловой энергии в
механическую (и далее в электричество), как двигатели внешнего сгорания. В данном
обзоре рассмотрим некоторые из них, доступные даже для самостоятельного изготовления
любителями.
Собственно, выбор конструкций таких двигателей невелик - паровые машины и
турбины, двигатель Стирлинга в различных модификациях да экзотические двигатели,
типа вакуумуных. Паровые машины пока отбросим, т.к. пока ничего малогабаритного и
легко повторяемого на них не сделано, а уделим внимание двигателям Стирлинга и
вакуумным.
В самом общем плане, практически любой тепловой двигатель можно представить
как генератор механических колебаний, который использует постоянную разность
потенциалов
(в
данном
случае,
самовозбуждения такого двигателя,
как
тепловую)
и
в
для
любом
своей работы.
генераторе,
Условия
обеспечивает
запаздывающая обратная связь.
Такое запаздывание создаётся либо жёсткой механической связью через
кривошип, либо с помощью упругого соединения, либо, как в двигателе "замедленного
нагрева",
с
помощью
тепловой
инерции
регенератора.
Оптимально, с точки зрения получения максимальной амплитуды колебаний, съёма
максимальной мощности с двигателя, когда сдвиг фаз в движении поршней составляет 90
градусов. В двигателях с кривошипно-шатунным механизмом, такой сдвиг задаётся
формой кривошипа. В двигателях, где такая задержка выполняется с помощью упругой
связи, либо тепловой инерции, этот фазовый сдвиг выполняется только на некоторой
резонансной частоте, на которой мощность двигателя максимальна. Однако двигатели без
кривошипно-шатунного механизма очень просты и поэтому весьма привлекательны для
изготовления.
Рассмотрим каждый из типов подробнее.
Начнем с низкотемпературного двигателя Стирлинга. Такой двигатель может
работать от перепада температур буквально в несколько градусов. Но и мощности,
снимаемые с него, будут невелики - доли и единицы Ватта.
В такой конструкции двигателя, верхняя и нижняя пластина должны иметь
различную температуру, т.к. одна из них является источником тепла, а вторая охладителем.
Второй тип двигателей Стирлинга уже можно использовать для получения
мощности в единицы, и даже десятки Ватт, что вполне позволяет запитывать большинство
электронных устройств в походных условиях. Двигатель "замедленного нагрева"
подкупает своей простотой. Как уже говорилось, наличие кривошипа здесь также не
является обязательным, он нужен всего лишь, чтобы преобразовать во вращение
колебания поршня. Если же съём механической энергии и дальнейшее её преобразование
производить с помощью уже описанных схем, то конструкция такого генератора может
оказаться
очень
и
очень простой.
Двигатель Стирлинга со свободным поршнем.
В данном движке вытесняющий поршень соединен с силовым через упругую связь.
При этом на резонансной частоте системы возникает отставание его движения от
колебаний силового поршня, составляющая около 90 градусов, что и требуется для
нормального
механических
возбуждения
такого
двигателя.
Фактически
получается
генератор
колебаний.
Вакуумный двигатель, в отличие от других, использует в своей работе эффект сжатия
газа при его остывании. Работает он следующим образом: вначале поршень засасывает
пламя горелки внутрь камеры, затем подвижный клапан перекрывает всасывающее
отверстие и газ, остывая и сжимаясь, заставляет поршень двигаться в обратном
направлении.
В заключение, заметим, что хотя КПД подобных двигателей-самоделок, в лучшем
случае, единицы процентов, но даже в этом случае подобные мобильные генераторы
могут вырабатывать количество энергии, достаточно для питания мобильных устройств.
Реальной альтернативой им могут служить термоэлектрические генераторы, но их
КПД также составляет 2...6% при соизмеримых массогабаритных параметрах.
В конце концов, тепловая мощность даже простеньких спиртовок составляет десятки
Ватт (а у костра - килоВатты) и преобразование хотя бы нескольких процентов от этого
теплового потока в механическую, а затем и электрическую энергию уже позволяет
получить вполне приемлемые мощности, пригодные для зарядки реальных устройств.
Вспомним, что, например, мощность солнечной батареи, рекомендуемой для зарядки
КПК или коммуникатора, составляет около 5...7 Вт, но даже эти Ватты солнечная батарея
будет отдавать только при идеальных условиях освещения, реально меньше. Поэтому
даже при выработке нескольких Ватт, но независимых от погоды, эти двигатели уже будут
вполне
конкурентоспособными,
даже
с теми же
солнечными батареями
и
термогенераторами.
Источник: www.mobipower.ru
Притекстовые задания:
1. Прочитайте первый абзац. Назовите жанр статьи. Какой теме она посвящена?
2. Прочитайте абзацы 2-5. Что такое двигатель внешнего сгорания. Назовите его
виды. Каков принцип действия теплового двигателя.
3. Прочитайте описание типов двигателей. Изобразите их схематически.
Расскажите, как они действуют.
4. Прочитайте «заключение». Какими достоинствами и недостатками обладают
тепловые двигатели?
Послетекстовое задание:
5. Сравните информацию текстов 13 и 14. Как вы думаете, возможна ли
гибридизация описанного устройства SCORE теплового двигателя?
Текст 14
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье? Какое значение имеет глагол «слипнуться»?
Теперь не слипнется
Новый многообещающий нанокомпозит с высокой диэлектрической проницаемостью
(high-k) удалось изготовить в Технологическом институте Джорджии. Материал позволяет
удвоить емкость конденсаторов и значительно улучшить параметры органических
транзисторов и пластиковых электронных устройств.
Как известно, емкость конденсатора и ток через открытый полевой транзистор прямо
пропорциональны диэлектрической проницаемости k используемых в них диэлектриков.
Если у обычного для транзисторов компьютерных чипов диэлектрика - диоксида кремния
k=3,9, то у таких материалов, как оксиды гафния и циркония, а также у титаната бария,
диэлектрическая проницаемость больше почти в шесть с половиной раз. Это позволяет
при прочих равных условиях изменить геометрию транзистора и значительно снизить
токи утечки и рассеяние тепла. Однако вырастить изолирующие пленки из этих
капризных материалов технологически очень не просто, и, кроме того, например, у
титаната бария слишком мало напряжение электрического пробоя, тогда как у многих
полимеров оно в несколько тысяч раз больше.
Чтобы решить эти проблемы, исследователи изготовили композит из поликарбоната дешевого полимера, который давно используют для изготовления оптических дисков и
конденсаторов, внедрив в него наночастицы титаната бария. В таком композите при
равномерном
распределении
наночастиц
диэлектрическая
проницаемость
может
достигать 20, а напряжение пробоя снижается лишь незначительно. Беда в том, что при
простом смешивании с пластиком наночастицы стремятся слипнуться в кластеры
микронных размеров, что нарушает однородность изолирующей пленки и способствует
пробою. Тем не менее ученым удалось подобрать поверхностно-активные добавки,
которые мешают слипанию наночастиц и ограничивают рост их кластеров до нескольких
десятков нанометров.
По словам авторов, их технология уже готова для коммерциализации. Однако полезно
еще поработать над другими комбинациями органической матрицы и неорганического
диэлектрика, оптимальными для различных приложений. Кроме того, неясно, как такие
композиты поведут себя на высоких частотах - пока они тестировались на частотах не
более мегагерца.
"Компьютерра" №18, 2007 г.
Притекстовые задания:
1.
Прочитайте текст, подчеркните незнакомые слова.
2.
Объясните значение слов: нанокомпозит, полимер, диэлектрическая
проницаемость, полевый транзистор, кластер, пробой.
3.
О каком изобретении идет речь в статье? Какая проблема решается с помощью
этого изобретения?
4.
Объясните, как вы поняли, что «теперь не слипнется»?
5.
Где и как может быть использовано данное изобретение?
6.
Исследования описываемого материала завершены или еще требуется
доработка?
7.
Дайте свое название статье (в научном стиле).
Послетекстовое задание:
8.
Представьте, что вы – автор данного изобретения. Проведите презентацию
своего изобретение (вид, принцип работы, способ изготовления, применение).
Текст 15
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье?
Тепловой транзистор
Физики из Технологического университета Хельсинки вместе с итальянскими
коллегами
изготовили
первый
"тепловой
транзистор".
В
новом
устройстве,
предназначенном для охлаждения электроники, потоком тепла между двумя электродами
можно управлять, меняя напряжение на третьем электроде, точно так же, как в обычном
транзисторе управляют электрическим током.
Близкая аналогия теплового транзистора с обычным транзистором совсем не случайна.
Дело в том, что тепло в нем переносят, в основном, электроны и, управляя движением
электронов, нетрудно
управлять потоком тепла. Первые публикации о новом
холодильнике появились еще в начале года. Он состоит из нескольких миниатюрных
сверхпроводящих электродов (обозначенных буквами S на фото), отделенных изолятором
от металлического электрода (N), с другой стороны от которого расположен третий
управляющий электрод. Геометрия и материал электродов подобраны так, чтобы
электроны между металлом и сверхпроводником туннелировали строго по одному. Это
достигается за счет так называемой кулоновской блокады - естественного отталкивания
между
отрицательно
заряженными
электронами,
которые
мешают
друг
другу
одновременно втиснуться в узкий сверхпроводящий электрод. Благодаря кулоновской
блокаде только самым быстрым, то есть горячим электронам удается перескочить из
металла в сверхпроводник, что и приводит к охлаждению металла.
Ученые надеются достичь таким способом рекордно низких температур для твердых
тел около 10 миллиградусов Кельвина. Экспериментируя с новым устройством, авторы
обнаружили, что поток тепла и электрический ток в тепловом транзисторе сильно зависят
от температуры металлического электрода. Это свойство можно использовать, чтобы
получить весьма точные термометры для сверхнизких температур.
К сожалению, поток тепла сквозь тепловой транзистор весьма мал, и ученые пока не
видят прямых коммерческих применений своему холодильнику. Его можно будет
использовать в научных лабораториях для охлаждения различных датчиков и сенсоров, а
также для детального изучения процессов переноса тепла и электронов при низких
температурах.
«Компьютерра» №29 , 2007 г.
Притекстовые задания:
1. Прочитайте текст.
2. О каком изобретении идет речь? Почему оно носит название «тепловой
транзистор»?
3. Каково его устройство и принцип действия? Что такое «кулоновская блокада»?
4. Каковы достоинства и недостатки изобретения?
5. Каковы перспективы его использования?
Послетекстовое задание:
6.
Составить тезисный и номинативный планы статьи.
7. Представьте, что вы – автор данного изобретения. Проведите презентацию своего
изобретение (вид, принцип устройства и работы, способ изготовления,
применение). Используйте схему
Текст 16
Предтекстовое задание:
Какие виды альтернативной энергии вы можете назвать? Что вы о них можете
рассказать?
Человек всегда стремился обуздать силы природы или поставить их себе на службу. И
сегодня внимание изобретателей все чаще приковывают восполняемые ресурсы,
способные служить источником даровой экологически чистой энергии. Так, японская
фирма Hyper Drive проектирует оснащенный генератором буй, использующий в качестве
"топлива" силу морских волн. Изготовление тестовой партии возложено на компанию SRI,
которая обкатывает прототип аппарата близ побережья Флориды. Рабочий материал
("искусственный мускул") сформирован в шайбы диаметром 30 см с прикрепленным к
ним грузом. Под действием качки шайба давит на электроактивный полимер, который
преобразует механическую энергию в электрическую. Отдача от устройства довольно
скромная - около 5 Вт, однако партнеры упорно работают над увеличением КПД. Hyper
Drive подумывает о коммерческом внедрении гибридного генератора, способного
приручить не только водную стихию, но и, благодаря солнечным элементам, не
простаивать без дела даже в полный штиль.
«Компьютерра» № 33, 2007 г.
Притекстовые задания:
1. Прочитайте текст. Как вы поняли выделенные слова?
2. О каком изобретении идет речь в статье?
3. Каков принцип действия данного устройства?
4. Каковы достоинства и недостатки устройства?
5. Озаглавьте текст.
Послетекстовое задание:
6. Представьте, что вы – представитель фирмы Hyper Drive. Проведите презентацию
изобретения (вид, принцип устройства и работы, способ изготовления,
применение).
Текст 17
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье?
Ветряки Selsam закрутились без башни
(1) Неутомимый адепт ветровой энергетики, калифорниец Дуглас Селсам, и его
компания Selsam Innovations (она же Superturbine) занимаются "пропеллерами на
палочках"
уже
много
лет.
Цель – самая благородная: снизить стоимость ветряков и энергии, ими вырабатываемой.
Пусть в разных странах и развивается ветровая энергетика – классической она пока ещё не
конкурент.
(2) Селсам придумал свой подход к решению проблемы. Обычно, чтобы нарастить
мощность ветряка, конструкторы увеличивают длину его лопастей – ометаемую ротором
площадь. Дуг решил вместо этого наращивать число "пропеллеров", установленных на
одной
оси.
(3) Законный вопрос: не будут ли они друг друга затенять, загораживать от
воздушного потока? Немного. Но вспомните – существуют же соосные воздушные винты
(у турбовинтовых самолётов или у вертолётов). Тот же принцип.
(4) Так появилась первая ласточка Селсама – ветряк California SuperTwin. Генератор
тут один, но его вал выходит из корпуса и вперёд, и назад. На некотором расстоянии от
генератора установлены два ротора диаметром по 2,4 метра, строго "в затылок" друг
другу.
(5) При скорости ветра в 14 метров в секунду SuperTwin выдаёт в сеть 2 киловатта, чем
очень радует Дуга, а также покупателей его изделий. Селсам продаёт своих "близняшек"
по
$2
тысячи.
(6) Дальше эта идея вылилась в систему, прозванную Дугом мультиротором. Смысл
аналогичный: берём длинный-предлинный вал и нанизываем на него множество ветряков,
на таком расстоянии, чтобы они друг дружке не мешали. А чтобы вал не особо
прогибался, крепим его посередине. Там и будет генератор.
(7) Причём вал такой установки может наклоняться на небольшой угол к горизонту,
благодаря чему все ветряки оказываются не точно друг за другом (по отношению к
потоку), а чуть со смещением. В таком положении удаётся снять наибольшую мощность,
по-прежнему обойдясь одним генератором и одной мачтой на всех.
(8) Эту концепцию Селсам успешно проверил в деле ещё в 2004-м.
Он построил
мультироторный генератор с семью винтами на общем валу, поднял его на высокую мачту
и получил вот что. При диаметре турбины в 2,1 метра с неё удалось снять 5,3 киловатта
(при скорости ветра 14,5 метра в секунду). Это, как утверждает изобретатель, рекорд.
(9)Такую установку, способную "вырастать" до больших размеров, Дуглас назвал
"Супертурбиной" (Superturbine). Он посчитал, что крупный мультиротор сможет дать ток
огромному зданию, вместе с тем не занимая слишком много места.
(10)Так
появился
"дизайнерский"
проект
Zero
Net
Energy
Building.
Высота здания составляет 610 метров. Венчает его "Супертурбина", разворачивающаяся и
наклоняющаяся
в
разные
стороны
на
шарнире.
Здание размещено на небольшом островке посреди искусственного озера.
(11) Американец построил не один вариант своего мультиротора и пришёл в
результате к такой идее: вал нужно сделать гибким (но всё же упругим), тогда он сам
будет заметно гнуться под действием ветра, обдувающего лопасти винтов, обеспечивая
более или менее правильное их положение.
(12) Так можно отказаться и от мачты (башни). Генератор расположить на земле,
длинный гибкий вал "выпустить" вверх, а там он сам нагнётся по ветру, подставив ему
свои
многочисленные
"колёса".
Тут-то мы и переходим к самому яркому проекту Селсама, который окончательно "снёс
башню", в смысле – устранил необходимость в мачтах для ветряков.
(13) Называется это чудо Selsam Off-Shore Superturbine, то бишь "морские
супертурбины Селсама".
(14) Здесь генераторы размещены внутри поплавков, заякоренных на дне. Причём
предусматривается несколько вариантов крепления, в зависимости от самого дна и
глубины.
(15) Корпуса генераторов могут наклоняться в разные стороны, но не вращаться, за
счёт специального сочленения, напоминающего кардан. Причём тут с электрическими
кабелями ничего не происходит – они остаются почти неподвижными. Что опять-таки
сокращает число узлов и деталей, удешевляет систему и повышает её надёжность.
Из генераторов вверх тянутся длинные валы с "мультиветряками", выполненные из
углеволокна. Под действием ветра они сами склоняются в нужную сторону.
(16) Россыпи таких аппаратов можно легко установить неподалёку от берега – не
понадобится ни специальных судов, ни тяжёлых подъёмных кранов. И столь же легко их
можно демонтировать при необходимости и перевезти на новое место работы.
(17) Достоинств у таких систем масса. В них минимум подвижных частей. Они не
слишком-то опасны для судов, даже при столкновении. Их можно устанавливать как на
мелководье, так и на приличном расстоянии от берега. Единственно, что может помешать
фантазии владельцев, – сложность прокладки кабелей.
Как водится, изобретатель верит, что именно его машина даст миру прорву даровой
"зелёной" энергии.
Может быть. Это покажет только опыт.
Патенты, патенты, патенты, несколько статей в журналах, масштабные модели…
Дуг активно продвигает своё изобретение уже не первый год. Очевидно, продажа
маленьких ветряков не приносит ему остаточно дохода, чтобы реализовать столь
масштабный
проект.
Предлагаем вам самим оценить: а стоило бы его реализовывать? Ответ неочевиден.
Материалы
Интернетhttp://www.membrana.ru/articles/inventions/2008/05/15/215200.html
Притекстовые задания:
1. Прочитайте первый абзац. Найдите (в этом абзаце) синоним для конструкции
«пропеллер на палочке».
2. Прочитайте абзацы 2-5. Опишите устройство, принцип действия, достоинства и
недостатки первого изобретения.
3. Прочитайте абзацы 6-8. Опишите мультиротатор. Используйте схему, данную
перед текстом.
4. Прочитайте абзацы 9-10 . Изобразите схематично данный проект.
5. Прочитайте абзацы 11-12. Как автор решил оптимизировать свое изобретение?
6. Прочитайте абзацы 13-15. Опишите последнее изобретение автора. Изобразите его
схематично.
7. Прочитайте текст до конца. В чем заключаются достоинства и недостатки
последнего изобретения? Каково отношение автора к перспективе использования
данного изобретения?
8. Как связано название статьи с ее содержание. Дайте свой вариант названия (в
научном стиле).
Послетекстовое задание:
9. Ответьте на вопрос, заданный автором статьи. Аргументируйте свое мнение.
10. Напишите краткий реферат данной статьи.
Текст 18
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье?
Яйцо-турбина избавит от шума
Конструктору на заметку. Оригинальная конструкция лопастей ветрогенератора, как
кажется, может быть использована в ветряках с гибкими складными лопастями.
Голландская компания Home Energy International представила новый дизайн
ветряной турбины, которая может оказаться полезной для владельцев коттеджей.
В отличие от привычной всем конструкции турбина под названием Energy Ball не
имеет традиционных лопастей. Ее форма напоминает яйцо. Создатели утверждают, что
такая турбина будет менее шумной. Кроме того, Energy Ball продолжает работать даже
тогда,
когда
скорость
ветра
уменьшается
до
2
м/сек.
Надо сказать, что это не первая ветряная турбина, похожая на венчик для взбивания яиц.
Турбина похожей формы была предложена еще 80 лет назад, однако в отличие от нее
Energy Ball имеет горизонтальную ось вращения. К тому же эта турбина использует так
называемый эффект Вентури.
Компания планирует продавать Energy Ball различного размера: от 1 до 2 м в
диаметре.
Стоимость
модели
составит
3,5
тыс.
–
7
тыс.
Источник: http://zhelezyaka.com/news.php?d=080917175206
Притекстовые задания:
долларов.
1. Прочитайте текст. О каком изобретении идет речь в статье?
2. Каково его принципиальное отличие от аналогов?
3. В чем заключаются его достоинства?
4. Знаете ли вы, что такое эффект Вентури?
5. Как связано название статьи с ее содержание. Дайте свой вариант названия (в
научном стиле).
Послетекстовое задание:
6. Сравните информацию текстов 18 и 19. Возможна ли гибридизация описываемых
двух ветряков?
7. На основе текстов 18,19 и дополнительных источников напишите реферат- обзор
на тему «Модели ветрогенераторов».
Текст 19
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье?
Без топлива, без пилотов… и без рекорда
Положительно, летать выгоднее, чем ездить. Так, анонсированный в этом году
мотоцикл на солнечных батареях сумеет лишь чуть более четверти часа проехать от
полностью заряженных батарей, что, по сути, позволит будущему владельцу в лучшем
случае дотянуть до бензоколонки. К тому же сам мотоцикл существует пока лишь в
проектах. В воздухе все иначе.
Британская компания QinetiQ, работающая на оборонное ведомство, создала самолет,
который благодаря солнечным батареям продержался в воздухе 54 часа. Правда, и здесь
есть свои "но". Кроме того что это военная, а не гражданская разработка, самолет
рассчитан лишь на беспилотные рейсы. Конструкторы наверняка сделали все, чтобы
облегчить аппарат, который весит теперь всего лишь 31 кг. 18-метровые крылья из
углеродного волокна покрыты панелями солнечных батарей; на каждом крыле размещено
по пропеллеру.
Конструкция выглядит очень хлипко, и вряд ли Zephyr в его нынешнем виде можно
использовать при сильном ветре. Однако в тепличных условиях аппарат не осрамился,
продемонстрировав слаженную работу системы питания, состоящей из упомянутых
солнечных батарей и двух литиево-серных аккумуляторов. Первые три часа самолет
управлялся с Земли, а потом летел на автопилоте. Высота подъема превысила 18 км. Если
бы не секретность и военный характер проекта, из-за чего сторонние наблюдатели к
испытаниям не допускались, рекорд беспосадочного пребывания в воздухе беспилотных
самолетов, наверное, был бы официально зарегистрирован: Zephyr "перелетал"
предыдущего рекордсмена почти на сутки. А так ожидать обновления реестра книги
Гиннеса не стоит.
«Компьютерра» № 33, 2007 г.
Притекстовые задания:
1. Прочитайте текст. Как вы поняли выделенные слова?
2. О каком изобретении идет речь в статье?
3. Какое качество самолета является важным для автора статьи?
4. Каков принцип действия данного устройства?
5. Каковы достоинства и недостатки нового самолета?
6. Как название связано с содержанием текста? Дайте свой вариант названия (в
научном стиле).
Послетекстовое задание:
7. Представьте, что вы – представитель фирмы QinetiQ. Проведите презентацию
самолета Zephyr (вид, принцип устройства и работы, способ изготовления,
применение).
Текст 20
Предтекстовое задание:
Расскажите, что вы знаете об аккумуляторе. Где используются аккумуляторы?
Любопытную идею использовать аккумуляторы стоящих в гаражах электромобилей и
все более популярного гибридного автотранспорта для сглаживания пиков и провалов
потребления крупной электрической сети изучают в Делавэрском университете. Первые
испытания
прототипа
системы
V2G
(vehicle-to-grid),
разработанного
вместе
с
американской компанией AC Propulsion, прошли успешно и обещают этому начинанию
очень хорошие перспективы.
По статистике, средняя автомашина используется по назначению лишь одинединственный час в сутки, а нагрузка на силовую сеть в течение суток может изменяться в
несколько раз - от минимума потребления ночью до резкого пика ранним утром и
большого плато в дневные часы. Пики и провалы потребления электроэнергии сильно
осложняют жизнь большой энергетики, заставляя содержать избыточные станции,
мириться с неэффективным использованием мощностей и по возможности запасать
электроэнергию. Обычно это делают с помощью специальных гидроэлектростанций,
которые сначала закачивают воду в водохранилище, а затем используют ее для получения
электроэнергии в часы максимальных нагрузок.
Существуют или отрабатываются и другие системы - например, на основе маховиков
или химических аккумуляторов.
Но те же самые аккумуляторы уже есть в гибридных автомобилях, которые большую
часть времени скучают в гараже! Разумеется, одна машина погоды не сделает, но сотня
машин уже сможет выдать мегаватт мощности и заметно повысить эффективность
энергосистемы. Для этого каждый гибридный или электромобиль должен быть
оборудован специальным устройством V2G стоимостью около шестисот долларов,
которое следит за оптимальной зарядкой и разрядкой в силовую сеть аккумулятора
автомобиля. Далее: по силовым проводам компьютер системы соединяется через
защищенный канал передачи данных с управляющим компьютером оператора энергосети.
Кроме того, владелец должен заранее сообщить компьютеру, когда и как он намерен
воспользоваться автомобилем, иначе заряженный за ночь аккумул ятор может полностью
разрядиться ранним утром и окажется пустым именно тогда, когда понадобится ехать на
работу.
Разумеется, хозяину машины эта система причиняет неудобства, зато позволяет
энергетической компании экономить около четырех тысяч долларов в год. Общая выгода
налицо, и тут многое будет зависеть от того, каким образом и какую часть этой суммы
энергетики предложат автовладельцу. Возможность запасать электричество особенно
важна для возобновляемых источников энергии вроде солнца, приливов и ветра,
поступления от которых нерегулярны и далеко не всегда совпадают с потребностью. Так
что скорое появление подобных распределенных систем хранения энергии с помощью
аккумуляторов автомобилей (или как-то еще) весьма вероятно.
«Компьютерра» №715, 2007 г.
Притекстовые задания:
1. Прочитайте текст. Как вы поняли выделенные слова?
2. О чем идет речь в статье: новом изобретении, новом материале, новой идее?
3. Для решения какой проблемы это необходимо?
4. Каким образом предлагается решить эту проблему?
5. Каковы достоинства и недостатки этого метода?
6. Озаглавьте текст.
Послетекстовое задание:
7. Представьте, что вы – представитель компании AC Propulsion. Проведите
презентацию системы V2G и докажите ее перспективность.
Текст 21
Предтекстовое задание:
Какие проблемы в области энергетики, требующие своего решения, вы могли бы
назвать? Что делается для решения этих задач? Как вы думаете (судя по названию статьи),
о чем пойдет речь в представленном тексте?
БЕЗОПАСНАЯ ЭНЕРГИЯ
Энергия, безусловно, лежит в основе мироздания. А потому к наиболее важным
задачам, стоящим перед человечеством, относится умение получать ее и разумно
использовать, не нанося ущерба окружающей среде. Сегодня мировое сообщество
должно объединить свои усилия для решения глобальных задач, особенно в сфере
производства и потребления энергии.
Некоторые шаги в этом направлении уже предпринимаются. В частности, в 2002 г.
по предложению лауреата Нобелевской премии Ж.И. Алферова и других российских
ученых с мировым именем была учреждена Международная энергетическая премия
«Глобальная энергия». Идея получила одобрение и поддержку Президента России, по
мнению которого, подобное начинание способствует формированию имиджа России
как страны с высоким научным потенциалом, играющей значительную роль
охраны окружающей среды.
в деле
Эта уникальная награда – первая в истории мировой науки, присуждаемая за
эпохальные открытия в области
энергетики. По замыслу инициаторов
на конкурс
принимаются работы, посвященные различным проблемам данной отрасли, таким как
повышение эффективности использования энергии, новые методы ее преобразования и
альтернативные источники, энергосбережение и передача энергии и др.
Однако предпочтение отдается тем разработкам, которые могут принести пользу
всему человечеству. В июне этого года в Константиновском дворце – резиденции
Президента
России
в
Санкт-Петербурге
–
состоялась
торжественная церемония
вручения премии «Глобальная энергия». На соискание награды претендовало более
шестидесяти ученых из разных стран. По словам академика РАН В.Е. Фортова,
наибольший
ядерной
интерес вызвали разработки в области теплоэнергетики и теплофизики,
энергетики, импульсивной энергетики
критериями отбора стали высокий научный
и
уровень
электрофизики. Основными
и
оптимальное
решение
современных энергетических проблем.
Этим требованиям наиболее полно отвечали работы трех победителей –
академиков РАН Ф.М. Митенкова
и
А.Е. Шейндлина,
а
также
американского
профессора Леонардо Дж. Коха.
Выдающийся специалист в области теплофизики и теплоэнергетики, создатель
Института высоких температур РАН, А.Е. Шейндлин фактически заложил основу
современной тепловой энергетики, дающей 90% всей энергии. Один из многих
ученых, ведущих разработки в том же направлении, он смог получить оптимальные
решения по исследованиям термодинамических свойств воды и пара. Это
возможность
дало
создать тепловые станции нового поколения со сверхкритическими
параметрами.
Одновременно А.Е. Шейндлин интенсивно занимался изучением теплофизических
свойств металлов (таких как натрий, калий, цезий, рубидий, жидкий уран) и их
паров. Причем многие из этих свойств были открыты и сформулированы впервые в
мире.
Результаты
изысканий
нашли широкое применение в ядерных энергетических
установках и приборах прямого преобразования энергии.
Профессора
реакторов
на
Л.Дж. Коха
быстрых
по
праву
называют пионером в области создания
нейтронах – бридеров. Его идеи и решения
позволили
разработать и реализовать на практике механизм, позволяющий сделать работу ядерных
реакторов и ядерную энергетику в целом более безопасной для человечества. Суть
метода в том, что отработанное топливо сразу перерабатывается и снова подается в
реактор. Американский ученый
изучал также возможность обработки
и хранения
ядерного топлива, в частности, вопросы утилизации плутония в ядерных реакторах,
трансмутации в реакторах на быстрых нейтронах и перспективы их использования.
Исследования известного российского специалиста по атомному машиностроению
Ф.М. Митенкова дополняют разработки его американского коллеги. Он является
автором и создателем действующего
ядерного реактора на быстрых нейтронах в
Белоярске
компактных,
и
строящегося
БН-800,
высоконадежных и безопасных
реакторов для атомных ледоколов.
Доступная и
управляемая
энергия жизненно необходима человечеству. И
премия «Глобальная энергия» вносит свою лепту в решение этого вопроса.
«Наука и жизнь» 2004
Притекстовые задания:
1. Прочитайте текст. Чему посвящена данная статья?
2. Какие задачи являются наиболее важными?
3. Что вам известно о премии «Глобальная энергия»?
4. Расскажите о лауреатах 2004 года.
Послетекстовое задание:
5. Найдите дополнительную информацию о последних лауреатах этой премии.
Подготовьте сообщение.
Текст 22
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье?
Какие значения может иметь слово «зеленый»?
В моде все зеленое
Борьба с улетающими в воздух киловаттами набирает все новые обороты. Единичные
инициативы крупных компаний, направленные на экономию электроэнергии, похоже,
перерастают в клубы по интересам. На сей раз в бой с "переедающими" электричество
персональными компьютерами сообща вступили Intel, Google, Dell, HP, IBM, Microsoft,
Lenovo и др. Некоторые, если не все, из этих воротил компьютерного бизнеса ранее уже
были замечены в стремлении отдалить глобальный энергетический кризис, но времена,
когда можно было действовать в одиночку, видимо, прошли.
Союз, носящий название Climate Savers Computing Initiative, является самым
представительным "зеленым" объединением, если оценивать общий вес участников в
компьютерном бизнесе, но и цели поставлены довольно амбициозные. Эффективность от
намеченных действий к 2010 году партнеры сравнивают с изъятием с автодорог более чем
11 млн. автомобилей. Надо отметить, что задача инициативы состоит не в показательной
экономии внутри самих компаний, а в настойчивом прививании этой идеи домашним
пользователям, а также малому и среднему бизнесу.
Члены союза предвидят серьезные сложности на своем пути, главная из которых банальное нежелание людей переплачивать. Дело в том, что одну из составляющих успеха
"зеленые" видят в разработке новых преобразователей переменного тока, которые сейчас
вносят львиную долю в общие потери при работе компьютеров, и эти новые
преобразователи вряд ли будут дешевле нынешних. Поэтому без разъяснений и
пропаганды инициатива, скорее всего, обречена. Впрочем, все экономические выкладки
уже озвучены. Если верить веб-сайту проекта, новые сберегающие технологии окупятся за
один год для компьютеров, работающих постоянно, и за два-три года для машин,
включенных лишь в рабочее время.
За точку отсчета участники альянса приняли стандарты Energy Star, четвертая версия
которых вступит в силу в июле, но в ближайшие годы будут выработаны более жесткие
требования к оборудованию. Кроме внедрения новшеств, планируется всех поголовно
отучить от "вредных привычек", а точнее, научить и убедить пользоваться уже
имеющимися сберегающими технологиями, такими как спящий или ждущий режимы
работы ПК. Интересно, как отнесутся к этим призывам создатели и любители красивых,
но неэкономичных скринсэйверов?
"Компьютерра" №24, 2007 г.
Притекстовые задания
1. Просмотрите текст статьи. Подчеркните незнакомые слова.
2. Как вы поняли первое предложение? О каком аспекте темы будет говориться в этой
статье?
3. Прочитайте первый абзац. В какой области промышленности будет реализован
этот аспект?
4. Прочитайте второй абзац. Что значит «амбициозные цели»? В чём это выражается
(в тексте)?
5. В чём заключается задача союза?
6. Прочитайте третий абзац. В чём заключаются трудности в работе союза?
7. Какие дополнительные меры планируют принять участники союза?
8. Как автор относится к их предложению?
Послетекстовые задания
1. Сократите текст сообщения и запишите его в научном стиле.
2. Составьте краткий письменный /устный реферат текста (в научном стиле).
Текст 23
Предтекстовое задание:
По названию текста предположите тему и жанр статьи. Как вы думаете, о чем будет
идти речь в данной статье?
Авиационная турбина у каждого под столом
Британская организация Global Action Plan, созданная для борьбы за чистоту
окружающей среды, призвала к ответу чуть ли не каждого владельца персонального
компьютера.
Специалисты организации подвергли исследованию ИТ-бизнес Великобритании и
пришли к выводу, что, казалось бы, не чадящие выхлопами компьютеры наносят планете
не меньший вред, нежели авиаперевозки. Это на первый взгляд нелепое утверждение
обретает вполне правдоподобные черты, если вникнуть в детали.
Огромная часть всей потребляемой в мире энергии по-прежнему добывается
сжиганием ископаемого топлива или его производных. И с точки зрения глобального
экологического вреда не так уж важно, как эта энергия тратится. При сгорании топлива
образуется углекислый газ (и не только), с избытком которого давно пытаются бороться
экологи. Подсчеты британских "зеленых" показывают, что один круглосуточно
включенный сервер в среднем ответствен за то же количество углекислоты в атмосфере,
что и внедорожник, тратящий около 15 литров бензина на 100 километров пути (конечно,
учитывалось, что автомобиль движется не 24 часа в сутки). Понятно, что чем дальше, тем
вреднее для всех нас будут становиться информационные технологии. В настоящий
момент, если верить все тем же исследованиям, компьютеры виноваты в двух процентах
от общего объема выбросов углекислоты.
Представители Global Action Plan особенно сетуют на то, что огромная часть
потребляемой компьютерами энергии тратится впустую. Так, в Великобритании сорок
процентов работающих серверов нагружены не более чем наполовину. Да, западным
компаниям свойственно проявлять заботу об окружающей среде, но оказывается, что
лишь один из пяти ИТ-специалистов понимает, как именно компьютер загрязняет
атмосферу. Сотрудники компаний, занимающихся хранением больших объемов цифровых
данных, как правило, уверены, что их бизнес безвреден для окружающей среды.
«Компьютерра» № 715, 2007г.
Притекстовые задания
1. Просмотрите текст статьи. Подчеркните незнакомые слова.
2. Какую проблему обнаружила организация Global Action Plan? Какие
доказательства она приводит?
3. Предлагает ли эта организация какие-либо меры?
4. Каким образом название статьи связано с ее содержанием? Дайте свой вариант
названия (в научном стиле).
Послетекстовые задания
5. Обобщите информацию трех текстов в одном сообщении.
6. Предложите свои меры по уменьшению вреда от компьютеров.
Тексты 24
Предтекстовое задание:
Как вы относитесь к проблеме энергосбережения? Пользуетесь ли вы в быту
энергосберегающими технологиями?
1.
Как сообщает Engadget, мэр Нью-Йорка Майкл Блумберг пообещал установить у
Рокфеллер-центра рождественскую елку с энергосберегающей гирляндой.
В отличие от прошлого года, в этом году елка будет экономить энергию. Огромная
гирлянда, состоящая из 30 тысяч OLED-лампочек, будет потреблять только 1297
киловатт/час, в то время как гирлянда из обычных лампочек потребляла бы 3510.
OLED (Organic Light Emitting Diode) - это тонкоплёночные светодиоды, в которых в
качестве излучающего слоя применяются органические соединения. Органические
светодиоды отличаются низким потреблением электроэнергии. В настоящее время
широко распространены небольшие OLED-дисплеи для цифровых индикаторов: в
лицевых панелях сотовых телефонов, MP3-плееров и так далее.
2.***
Мэр Нью-Йорка Майкл Блумберг (Michael Bloomberg) вo вторник объявил, что в этом
году жители города и туристы будут впервые в Рокфеллер Центре наслаждаться красотой
елки, которая внесет свой вклад в борьбу за экологию.
Огни на 84-футовой (25,6 м.) норвежской елке засияют 28 ноября. В этом году вместо
привычных ламп рождественскую красавицу украсят энергосберегающие светодиоды.
На елку повесят гирлянды из 30000 разноцветных диодов. Общая их длина составляет
5 миль (8 км.). Новые лампочки сократят дневное потребление энергии с 3510 киловатт
часов
до
1297.
Это
то
количество
энергии,
которое
использует
за
месяц
среднестатистическая семья, проживающая в доме площадью 2000 квадратных футов
(185,8 кв.м.).
Помимо энергосберегающих лампочек, в Рокфеллер Центре будет применено еще
одно новшество: крыша, обеспечивающая их солнечной энергией.
3.***
В Рокфеллер-центре установят огромное дерево, увитое не обычной гирляндой, а
энергосберегающей.
Вместо лампочек, на ней будут специальные дисплеи, которые сделаны из мельчайших
светодиодов. Потреблять электричества чудо-елка будет в три раза меньше, чем обычная.
Правда, стоит гирлянда в несколько раз больше, чем удастся сэкономить на киловаттах.
Притекстовые задания
1. Прочитайте три текста, посвященные одной новости. Определите тему сообщения.
2. Сравните эти три текста и определите основные аспекты, на которые обращают
внимание авторы разных текстов.
3. Еще раз просмотрите тексты и определите отношение авторов к сообщаемой
новости. Как вы считаете, представителем какой страны является автор текста №3?
Послетекстовые задания
4. Обобщите информацию трех текстов в одном сообщении.