⚡️ Перед ударом молнии в землю в атмосфере происходят физические процессы, связанные с образованием канала молнии, ионизацией воздуха и ролью электрического поля. Эти процессы также влияют на возникновение грома — звукового явления, сопровождающего разряд молнии. Перед основной вспышкой молнии формируется ступенчатый лидер — узкий канал ионизированного воздуха, который движется от облака к земле. Некоторые особенности процесса:
1. Электроны под действием разности потенциалов начинают двигаться к земле, сталкиваясь с молекулами воздуха, ионизируя их.
2. Из-за ионизации воздуха электропроводность в зоне траектории лидера возрастает, что создаёт путь для основного разряда.
3. Ионизация происходит неравномерно, поэтому лидер может разветвляться.

В сильном электрическом поле вблизи центра лидера происходит интенсивная ионизация атомов и молекул воздуха. Это происходит за счёт:
▪️бомбардировки атомов и молекул быстрыми электронами, вылетающими из лидера (ударная ионизация);
▪️поглощения атомами и молекулами фотонов ультрафиолетового излучения, испускаемого лидером (фотоионизация).

Для возникновения молнии необходимо, чтобы в относительно малом объёме облака образовалось электрическое поле с напряжённостью, достаточной для начала электрического разряда (~1 МВ/м), а в значительной части облака — поле со средней напряжённостью, достаточной для поддержания начавшегося разряда (~0,1–0,2 МВ/м). Однако само облако не в состоянии так наэлектризовать себя, чтобы вызвать разряд между своей нижней частью и землёй: напряжённость электрического поля в грозовом облаке никогда не превышает 400 кВ/м, а электрический пробой в воздухе происходит при напряжённости больше 2500 кВ/м.

Гром возникает в результате ударной волны, порождаемой быстрым расширением ионизированных каналов. Некоторые особенности механизма:
1. Вдоль пути разряда молнии возникает внезапное нагревание и сильное расширение воздуха, похожее на сильный взрыв.
2. Это расширение вызывает ударную волну, перемещающуюся в атмосфере и достигающую земной поверхности.
3. Обычно гром воспринимается не как отдельный резкий звук, а как ряд последовательных ударов — раскатов, которые отличаются интенсивностью и продолжаются по несколько секунд.

⚡️ Уравнения Максвелла ✨

📙 От Кирхгофа до Планка [1981] Ханс-Георг Шёпф

⚡️ Лучшая подборка экспериментов, связанных с током [МИФИ Гервидс Валериан Иванович]

🧊 Кварц используют как источник времени в кварцевых часах 📟

⚡️ Откуда берется трехфазный ток?

⚡️ Ручной генератор для зарядки в любых условиях

#научные_фильмы #физика #электродинамика #электричество #магнетизм #science #видеоуроки #physics

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🔥 Двигатель Стирлинга ⚙️

Двигатель Стирлинга — тепловая машина, в которой рабочее тело, в виде газа или жидкости, движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объёма рабочего тела. Может работать не только от сжигания топлива, но и от любого источника тепла.

Двигатель Стирлинга был впервые запатентован шотландским священником Робертом Стирлингом 27 сентября 1816 года(английский патент № 4081). Однако первые элементарные «двигатели горячего воздуха» были известны ещё в конце XVII века...

🔧 Читать о принципах работы

#двс #двигатель #механика #физика #термодинамика #техника #опыты

📱 Купить

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🟢 Инерция: почему она не работает в данном опыте? Почему шарик в воде отклоняется в другую сторону?

Попробуйте подумать самостоятельно и написать свой ответ в комментариях. Обсуждаем задачу здесь... ✍🏻

#физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #механика #гидродинамика #видеоуроки #гидростатика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

💡 Тиристор — полупроводниковый прибор, предназначенный для однонаправленного преобразования тока (ток пропускается только в одну сторону). Имеет два устойчивых состояния:
«закрытое» — состояние низкой проводимости;
«открытое» — состояние высокой проводимости.
Назначение тиристора — выполнение функции электронного выключателя (ключа). Особенность — невозможность самостоятельного переключения в закрытое состояние. Тиристор состоит из четырёх чередующихся слоёв (структура p-n-p-n). Внутри прибора находятся три p-n-перехода, которые соединены последовательно.
У тиристора есть три вывода: анод, катод и управляющий электрод (его ещё называют затвором).

Принцип работы: Переход тиристора из одного состояния в другое в электрической цепи происходит скачком (лавинообразно) и осуществляется внешним воздействием на прибор: либо напряжением (током), либо светом (для фототиристора).
Особенности работы:
▪️После перехода тиристора в открытое состояние он остаётся в этом состоянии даже после прекращения управляющего сигнала.
▪️Тиристор остаётся в открытом состоянии, пока протекающий через него ток превышает некоторую величину, называемую током удержания.
▪️Если ток снизится, тиристор автоматически закроется.

Тиристоры подразделяются, главным образом, по способу управления и проводимости. Например:
▪️Диодные (динисторы) — не содержат управляющих электродов, управляются напряжением, приложенным между основными электродами.
▪️Триодные (тринисторы) — содержат один управляющий электрод. В зависимости от того, к какому слою полупроводника подключён управляющий электрод, тринисторы бывают управляемыми по аноду и по катоду.
▪️Симметричные (симисторы) — способны проводить ток в обоих направлениях.

Применение: Тиристоры используются в схемах, где требуется надёжное включение и отключение тока, например в регуляторах мощности, фазовых переключателях и источниках питания. Также тиристоры применяются в ключевых устройствах, например, в силовом электроприводе.
#научные_фильмы #физика #электродинамика #электричество #магнетизм #science #видеоуроки #physics

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚡ Симистор (симметричный триодный тиристор, триак) — полупроводниковый прибор, разновидность тиристоров, используемый для коммутации в цепях переменного тока. В электронике часто рассматривается как управляемый выключатель (ключ).

Особенность симистора — способность проводить ток в обеих полярностях, в отличие от тиристора, который работает только в одном направлении. Это позволяет использовать симисторы в цепях переменного тока без дополнительной схемы мостового выпрямления. Симистор имеет три вывода: анод, катод и управляющий электрод (Gate).

Симисторы могут быть подключены к нагрузке различными способами, в зависимости от требований схемы:
▪️ Последовательное подключение — включается последовательно с нагрузкой, наиболее распространено для управления мощностью ламп, двигателей или нагревателей.
▪️ Мостовая схема — используется в мостовой конфигурации для управления мощностью в более сложных приложениях.

Принцип работы: Процесс включения симистора начинается с подачи импульса на управляющий электрод (Gate). Когда напряжение достигает определённого порогового значения, структура симистора переходит из состояния блокировки в состояние проводимости. В это время через прибор начинает течь ток.

Особенности симисторов: Способность к самозадержке — после срабатывания (включения) симистор остаётся в проводящем состоянии до тех пор, пока ток через него не упадёт ниже определённого уровня. Этот принцип работает, даже если сигнал на управляющем электроде пропадёт.

Симисторы используются в различных устройствах, например:
▪️ регуляторы скорости электродвигателей;
▪️ преобразователи энергии;
▪️ световые регуляторы.

Существует два основных направления использования симисторов: для включения/выключения коммутации нагрузки в цепях переменного тока и для регулирования мощности, передаваемой в нагрузку путём изменения напряжения. #научные_фильмы #физика #электродинамика #электричество #магнетизм #science #видеоуроки #physics

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⭕️ Головоломка веревочная геометрическая с задачей — освободить кольцо. #задачи #головоломки #геометрия #топология

⬜️ vs ✉️ Как поместить деревянный квадрат в прямоугольный конверт?

🟢 Топологическая загадка

➰ Ещё одна интересная головоломка

〽️ Ремень Дирака

⭕️ Кольцо и цепочка

♾️ Два полукольца — сложное соединение

➿ Петля Мёбиуса

📚 Топология — подборка книг [8 книг]

📚 40 книг по топологии — математическая подборка

🌀 Освободить кольцо

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚙️ Редуктор из LEGO с огромным передаточным числом

Механизм Даниэля де Брюйна — это шестерёнчатый редуктор, созданный для визуализации числа гугол (10 в 100 степени).
— Состоит из 100 связанных между собой шестерёнок.
— Каждая пара шестерёнок имеет передаточное число 1:10: за десять оборотов первой шестерёнки вторая совершает один оборот.
— Суммарно передаточное число механизма — один гугол.
Когда поворачивают шестерёнку на одном конце, поворачивается следующая шестерёнка со скоростью 1/10. 10 полных вращений первой шестерёнки приводят к единственному повороту второй. Первую шестерёнку нужно повернуть 100 раз, чтобы вторая повернулась 10 раз, а третья — всего 1 раз, и так далее. Чтобы провернуть последнее колесо хоть на зубчик, первое колесо должно совершить полный оборот ровно 1 гугол раз. Де Брюйн заявил, что создал протокол — устройство, собранное из подручных материалов, которое не способно проработать до полного оборота последней шестерёнки.

⚙️ Моделирование решения задачи передвижения автомобилей по песчаному грунту с помощью конструктора LEGO

7 препятствий и 5 LEGO-роботов, которые умеют шагать

⚙️ LEGO® Technic Строительство мостов: Задача на 100 кг!

🎻 Когда Lego играет на гитаре лучше, чем ты...

⚙️ Lego MindStorm

👾 Что будет, если надолго оставить инженера с конструктором Lego

#техника #конструктор #опыты #динамика #механика #разработка #mechanics

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib