Уравнитель потенциалов для ванны: Система уравнивания потенциалов — назначение и устройство.

Дополнительная система уравнивания потенциалов в ванных и душевых помещениях

Дополнительная система уравнивания потенциалов в ванных и душевых помещениях

Рубрика: Статьи   ‡  

Довольно часто при выполнении электромонтажных работ в ванной или душевой комнате возникают вопросы о дальнейшей безопастной эксплуатации этих помещений. При разработке проектов электроснабжения квартиры, электроснабжения дома, электроснабжения административного здания учитываются все требования номативных документов, но есть некоторые моменты, на которые нормативные документы четкого ответа не дают.  Поэтому в этой статье мы постараемся ответить на вопросы касательно электробезопастности ванных и душевых комнат.

Вопрос №1. Необходимо ли присоединять к шине дополнительной стистемы ураснивания потенциалов (ДСУП) металлических смесителей холодной и горячей воды, отопительный металлический радиатор, если трубы присоединяемые к ним пластмассовые?

Ответ: действительно, на сегодняшний день все большее количество людей при ремонтах в ванных меняют старые металлические трубы, которые являются хорошими проводниками тока, на новые пластмассовые, которые являются диэлектриком. Поэтому если в ванной комнате краны холодной и горячей воды и отопительный металлический радиатор установлены на пластмассовых трубах, то, пренебрегая электропроводностью воды, можно считать, что они изолированы и присоединять их к шине уравнивания потенциалов не требуется.

Вопрос №2. Необходимо ли выполнять уравнивание электрических потенциалов и заземление металлических корпусов ванн в жилых домах в случае, если водопроводные сети выполнены пластмассовыми трубами.

Ответ: Для ванных и душевых помещений является обязательным требование выполнять дополнительную систему уравнивания потенциалов.

К дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть присоединены все доступные одновременному прикосновению открытые проводящие части стационарных электроприемников, сторонние проводящие части (металлические ванны и душевые поддоны, металлические части строительных конструкций и др.), а также нулевые защитные проводники указанных электроприемников и штепсельных розеток. К дополнительной системе уравнивания потенциалов следует также подсоединить заземленную металлическую сетку или заземленную оболочку замоноличенного в пол нагревательного кабеля, если таковой имеется.

Металлическая ванна или душевой поддон, даже если водопроводные и канализационные трубы выполнены из пластмассы, не являются изолированными поскольку, во-первых, водопроводная вода не является диэлектриком, во-вторых, ванна или душевой поддон могут иметь гальваническую связь с заземленными металлическими частями строительных конструкций.

Поэтому, если отсутствуют стационарное электрооборудование с подключенными к дополнительной системе уравнивания потенциалов зажимами нулевых защитных проводников, к которым можно присоединиться, или другие стационарные металлические предметы, подключенные к дополнительной системе уравнивания потенциалов, к которым мож

Коробка уравнивания потенциалов — подробно и доходчиво

В наших квартирах и домах, производственных помещениях и офисах, где мы работаем, полным-полно металлических корпусов и конструкций, во время одновременного прикосновения к которым человек может попасть в зону разности потенциалов. Чтобы такого не произошло потенциалы надо уравнять. Как это сделать практически? Соединить все имеющиеся в здании токопроводящие элементы. Такая система уравнивания потенциалов (СУП) создаёт безопасную для человека среду. Одним из элементов СУП является коробка уравнивания потенциалов (КУП).

Об этих СУП и КУП поговорим более подробно, но сначала рассмотрим на практических примерах, что представляет собой разность потенциалов в обычных квартирах и откуда она появляется.

Причины

Все мы учили физику и помним, что потенциал сам по себе опасности абсолютно никакой не представляет. Опасаться надо разности потенциалов.

В квартирах разность потенциалов у труб и бытовых электроприборов может возникнуть вследствие следующих обстоятельств:

1. Повредилась изоляция провода, и происходит утечка тока.
2. В системе заземления возникли блуждающие токи.
3. Схема подключения электрического оборудования выполнена неправильно.
4. Проявляется статическое электричество.
5. Электрические приборы неисправны.

Опасность

Помните со школы? Любой металлический предмет проводит электрический ток. В наших домах подобные предметы повсюду. Это – трубы центральной отопительной системы, холодного и горячего водопровода; батареи и полотенцесушитель; короб вентиляции и водосток; металлический корпус любого электроприбора.

В общедомовых коммуникациях металлические трубы между собой взаимосвязаны. Рассмотрим простой пример. У нас есть ванная комната, в которой рядом расположены батарея отопления и душевая кабинка. Если вдруг между этими двумя элементами возникает разность потенциалов, а человек в одно время прикоснётся и к батарее, и к душевой кабинке, будет крайне опасно в плане поражения током. В данном случае тело человека сыграет роль перемычки, по которой потечёт электрический ток. Путь его протекания нам известен из законов физики – от потенциала с большим значением к меньшему.

Ещё один типичный пример, если разные потенциалы возникают на трубах водопровода и канализации. Когда на водопроводной трубе появляется токовая утечка, есть вероятность поражения человека во время купания в ванной. Это произойдёт в том случае, если человек стоит в ванной с водой, при этом открывает слив и касается рукой водопроводного крана. Чтобы подобных проблем не возникало, необходимо уравнивание потенциалов.

Ситуация, когда на трубах в жилом доме присутствует напряжение, показана в этом видео:

Виды

Для того чтобы уравнивать потенциалы существует две системы, о каждой из них мы поговорим более подробно.

Уравнивание основное

Главной считается основная система уравнивания потенциалов, в сокращённом виде она называется ОСУП. По сути, эта система представляет собою контур, объединяющий несколько элементов:

• наиболее важный – главную заземляющую шину (ГЗШ), именно на ней соединяются все остальные элементы;
• всю металлическую арматуру многоэтажного жилого дома;
• молниезащиту здания;
• отопительную систему;
• детали и элементы лифтового хозяйства;
• короба вентиляции;
• металлические трубы водоснабжения и отвода воды.

Каждое здание имеет вводное распределительное устройство (ВРУ), в нём устанавливают главную заземляющую шину (ГЗШ). Она подключается на контур заземления при помощи стальной полосы.

Раньше не нужно было беспокоиться, все металлические элементы объединялись, и не возникало предпосылок для разных потенциалов. Если и появлялся какой-то потенциал на трубе, по пути наименьшего сопротивления он спокойно уходил в землю (мы ведь помним, что металл – это отличный токопроводник).

Сейчас ситуация изменилась, многие жильцы во время ремонтных работ в квартирах меняют металлические водопроводные трубы на полипропиленовые либо пластиковые. За счёт этого общая цепочка разрывается, батареи и полотенцесушители остаются без защиты, потому что пластик не обладает проводящей способностью и не связан с заземляющей шиной. Представьте, что у вас остались металлические трубы, а сосед снизу всё поменял на пластик. При появлении потенциала на ваших трубах ему некуда уходить, путь в землю прерван пластиковыми трубами соседа. Таким образом и происходит возникновение разности потенциалов.

Есть у основной системы небольшая проблема. В многоэтажных зданиях коммуникационные пути очень протяжённые, за счёт этого увеличивается сопротивление проводящего элемента. В величине потенциала на трубах первого и последнего этажей будет ощутимая разница, а это уже представляет собой опасность. Поэтому создаётся дополнительная система уравнивания потенциалов, она монтируется на каждую квартиру индивидуально.

Дополнительное уравнивание

Дополнительная система уравнивания потенциалов (сокращённое название ДСУП), монтируется в санузлах, в ней объединяются такие элементы:

• металлический корпус душевой кабинки или ванная;
• вентиляционная система, когда её выход в ванную выполнен коробом металлическим;
• полотенцесушитель;
• канализация;
• металлические трубы водопровода, отопления и газового хозяйства.

А вот тут уже понадобится коробка уравнивания потенциалов. К каждому из вышеперечисленных объектов подсоединяется отдельный провод (одножильный, материал исполнения – медь), его второй конец выводят и подсоединяют в КУП.

Выполнение монтажа

КУП различается в зависимости от того, как конструктивно выполнено здание и куда будет монтироваться сама коробка:

• в сплошную стену;
• в полую стену;
• на стенную поверхность (открытый способ установки).

Представляет собой корпус, выполненный из пластика, внутри которого располагается главный элемент – заземляющая шина. Она изготавливается из меди и имеет сечение не менее 10 мм².

К этой шине через имеющиеся на ней разъемы подсоединяются медные провода от объектов водопроводной, отопительной и газовой систем; от находящихся в помещении электроприборов, а также от розеток и осветительных приборов, установленных в ванной комнате.

Подключение проводов к перечисленным элементам происходит за счёт болтовых соединений либо хомутов. Иногда используют специальные контактные лепестки, в этом случае металлическая связь между защищаемым элементом и проводом буде особенно прочной. Чтобы система уравнивания потенциалов в опасных ситуациях работала, нужен надёжный контакт. Поэтому место на трубах, где будет устанавливаться хомут, нужно зачищать до металлического блеска.

Внутренняя шина отдельным медным проводом, называемым защитным РЕ-проводником, соединяется с вводным квартирным щитком, а уже через него подключается непосредственно к ГЗШ. Сечение РЕ-проводника должно быть не менее 6 мм². Важное условие, если вы решите проложить этот провод в полу, он не должен пересекаться с другими кабелями.

Такая коробка является как бы промежуточным звеном между всеми заземляющимися элементами и вводным щитком. Очень удобно, что от каждого элемента достаточно протянуть проводок только на КУП, а не к общему квартирному щиту.

Когда разводка выполнена пластиковыми трубами, в КУП подсоединяются провода от водопроводных кранов и смесителей.

Перед тем, как монтировать СУП, необходимо узнать, как в доме выполнено заземление. Если по системе TN-C (когда в один провод совмещаются защитный проводник РЕ и рабочий ноль N), выполнять уравнивание нельзя. Это вызовет опасность для других соседей, если у них такой системы нет.

Требования

При монтаже КУПа необходимо придерживаться некоторых требований и правил:

1. Её монтаж в ванных комнатах и санузлах обязателен. Во-первых, в этих помещениях расположено много металлических корпусов и поверхностей. Во-вторых, здесь имеется немалое количество электрических приборов. В-третьих, в этих комнатах всегда высокая влажность.
2. Устанавливается коробка в том месте, где проходят сантехнические стояки.
3. Обязательно подключение всего электрического оборудования, к которому имеется открытый доступ (это, прежде всего, корпуса водонагревательных бойлеров, стиральных машин), а также сторонних проводящих элементов.
4. Доступ к КУП должен быть свободным.
5. Установка КУП запрещена, когда в доме заземление смонтировано без заземляющего проводника (методом зануления).
6. ДСУП запрещается подключать шлейфом.
7. ДСУП по всей длине, начиная от КУП в санузле и до самого вводного щитка, нельзя разрывать. Запрещается монтировать в этой цепи любые коммутационные аппараты.

Напоследок хотелось бы сказать, не путайте понятия уравнивание и выравнивание разных потенциалов. Уравнять – значит соединить проводящие элементы электрически, чтобы сделать их потенциалы равными. А выровнять – это снизить разность потенциалов на полу или поверхности земли (шаговое напряжение).

Если в электричестве у вас опыта маловато, то не беритесь сами за такую работу, доверьте её профессионалам. Кроме всего прочего, специалист по окончании монтажных работ должен ещё померить сопротивление заземления, и проверить наличие цепи между заземляющими элементами.

Электрическая безопасность дома и дачи с дополнительной системой уравнивания потенциалов (часть 4)

Материал статьи продолжает объяснять важную тему, позволяющую избежать случайную казнь «электрическим стулом» по глупости в собственной квартире. Ознакомление с ним поможет исключить возникновение несчастных случаев, которые следует предотвратить выполнением технических приемов.

Изложение этого вопроса начато в прошлом обзоре, посвященном ОСУП, когда защита здания выполняется на этапе его постройки с момента создания проекта и до полного воплощения его в жизнь методами уравнивания потенциалов.

Однако, строители не могут предусмотреть все те изменения, которые будущие жильцы станут применять для благоустройства своего жилища, подключая дополнительные системы и устройства, обладающие повышенными рисками поражения электрическим током. Например, замена общепринятых водопроводных труб из стальных сплавов новыми моделями из стеклопластика в одной квартире может нарушить проектный замысел, заложенный в ОСУП.

После подобной переделки созданные ранее строителями электрические связи для уравнивания потенциалов между металлическими деталями здания теряются, а возможность получения человеком электротравм резко возрастает.

Повысить электрическую безопасность дачи и дома в этом случае призвана система дополнительного уравнивания потенциалов, обозначаемая аббревиатурой ДСУП. Она создается не для всего здания, а для отдельной комнаты, обладающей элементами повышенной опасности, например, высокой влажностью, присущей ванной, душевой или кухне.

Как выполнить дополнительную систему уравнивания потенциалов для ванной комнаты

Система ДСУП предназначена для эффективной работы в схеме TN-C-S или TN-S. Для TN-C ее использовать нельзя.

Особенности эксплуатации помещений повышенной опасности

К таким помещениям предъявляются специальные дополнительные требования, а их пространство условно разделяется на зоны, обладающие разными степенями безопасности.

Наибольшим рискам подвержена зона 0, а минимальным — 3. В нулевой зоне пользование электрическими приборами не разрешается, а в третьей, как исключение, допускается (как исключение) устанавливать электрические розетки в специальном герметичном корпусе с защитой по IP.

Зона 3 отделена от нулевой и первой на 60 см во все стороны. При размещении внутри ее розеток их подключение регламентируется ГОСТом Р 50571.11—96 через УЗО или дифавтоматы либо разделительные трансформаторы.

Состав ДСУП

В комплект системы входят:

• специальная монтажная коробка для коммутации проводников дополнительного уравнивания потенциалов — КДУП;
• сборная шина внутри КДУП;
• соединительные проводники.

Как выполнить монтаж дополнительной системы уравнивания потенциалов

Вначале выбирают удобное для установки и эксплуатации место расположения коробки КДУП.

Затем РЕ проводник, подведенный к квартирному электрическому щитку от внешнего контура заземления, соединяется отдельным электрическим проводником со сборной шиной, расположенной внутри коробки КДУП. Для него выбирается материал медь, а площадь поперечного сечения должна быть не менее 6 мм кв.

Далее сборная шина КДУП по радиальной схеме подключается со всеми металлическими деталями ванной комнаты защитными проводниками:

• системой отопления;
• горячим и холодным водопроводом;
• корпусом ванны либо душевой кабины;
• заземляющими контактами розеток;
• корпусами бытовых стационарных приборов.

Поперечное сечение отходящих от КДУП проводников должен быть не менее 2,5÷6 мм кв. Их материалом выбираем только медь. Чтобы закрепить проводники на трубопроводах можно использовать любые хомуты и стяжки, включая металлические.

После окончания монтажа наступает очень важный момент, связанный с электрическими замерами, позволяющими качественно оценить выполненную работу, возможность стекания опасных потенциалов через собранную схему. Без их проведения и анализа полученных результатов судить об окончании монтажа и отсутствии в нем электрических ошибок схемы нельзя.

Как проверить монтаж дополнительной системы уравнивания потенциалов

Специалисты электротехнической лаборатории по вызову владельца квартиры должны:

• произвести внешний осмотр проведенного монтажа схемы ДСУП, оценить надежность крепления всех элементов;
• проверить электрическую проводимость созданных электрических цепочек ДС УП между заземляемыми металлическими конструкциями и шиной РЕ в квартирном щитке и коробке КДУП;
• измерить электрическое сопротивление заземления.

Результаты замеров должны укладываться в технические нормативы, обеспечивающие безопасное стекание аварийных токов с созданной схемы ДСУП. В противном случае придется улучшать монтаж и выполнять повторные замеры.

Включение схемы ДСУП в работу без проведения электрических замеров может быть причиной несчастного случая.

Рассмотрим это положение на примере плохого контакта или обрыва электрической связи между РЕ проводником квартирного щитка и коробкой КДУП с подключенными к ней всеми токопроводящими металлическими частями ванной комнаты.

В этой ситуации образуется местная система уравнивания потенциалов, а не схема ДСУП. Она не подключена к контуру заземления.

Если в каком-то ее элементе, например, розетке появится опасный разряд аварийного тока, то он моментально распространится по всем составным частям местной СУП. Когда человек, имеющий электрический контакт с потенциалом земли, случайно прикоснется к любому компоненту собранной таким образом схемы, то через его тело пойдет ток.

Допускать такую ситуацию нельзя, а выявить ее можно только выполнением электрических замеров.

Выводы по установке дополнительной системы уравнивания потенциалов

1. В схемах заземления по системам TN-C-S и ТТ система ДСУП призвана эффективно защищать человека от поражения электрическим током.
2. В устаревшей схеме TN-C систему ДСУП применять нельзя: образуется местная система уравнивания потенциалов, которая значительно повышает риски получения электрических травм.

Рекомендации по повышению безопасности дачи и дома, эксплуатирующих систему заземления TN-C

На приведенных ниже картинках показан далеко не полный перечень случаев возможного поражения электрическим током в квартире со старой электропроводкой в ванной комнате.

Эти варианты можно рассматривать и дальше. Однако, часть их можно сократить до перехода на систему заземления TN-C-S и ДСУП. Для этого необходимо:

1. обвязать электрической связью металлические корпуса ванной и труб водопровода. Когда же установлены пластиковые трубы, то перемычку подключают непосредственно на водопроводные краны. Этим создастся один из путей стекания опасного потенциала на землю;
2. установить в схему ввода дома устройство защитного отключения — УЗО с уставкой тока утечки на 30 мА;
3. подключить в схему реле контроля напряжения РКН.

Эти мероприятия частично смогут сократить возможные риски, но они не обеспечат полную электрическую безопасность дома. Для ее выполнения придется переходить на новый стандарт TN-C-S и монтировать контур повторного заземления. После этого можно будет выполнять переход на ДСУП в ванной комнате и ОСУП во всем здании.

Для закрепления изложенного материала рекомендуем посмотреть видеоролик владельца Рыбачек Пермь о заземлении ванны в ванной комнате, разъясняющий способы устранения опасных потенциалов за счет их уравнивания.

Если же остались вопросы по теме схемы ДСУП, то задавайте их в комментариях, а сейчас самое благоприятное время для того, чтобы сообщить вашим друзьям в соц сетях об электрической безопасности дачи и дома, оборудованной системой дополнительного уравнивания потенциалов.

Полезные товары

чугунной и акриловой, в новостройке и многоквартирном доме в Москве от «Алеф-ЭМ»

1. Компоненты молниезащиты
2. Для чего нужно заземление в ванной
3. Функции заземления
4. Что и как заземлять в ванной комнате
5. Почему мы?

Бытовая физика или Что нужно знать при обращении с током

Благодаря научному прогрессу, дома мы пользуемся для освещения электрическими лампочками, а не свечами, используем многочисленные бытовые приборы, работающие от электрического тока и облегчающие выполнение ежедневных задач. Конечно, каждый помнит школьные курсы физики, на которых объяснялось, что ток движется по пути наименьшего сопротивления, и наиболее привлекательными для него являются металлические предметы, жидкости. Кроме того, что нас везде окружают электрические приборы и токопроводящие предметы, некоторые не проводящие электричество материалы могут накапливать серьезный статический заряд, например, акрил.

Опасность тока для человека

Тело человека – хороший проводник электричества. Если оно станет частью цепи, например, одной рукой взявшись за провод, на котором повреждена или отсутствует изоляция, а другой за металлический поручень или будет стоять голой ногой на мокром полу, то разряд пойдет по нему, что может иметь неприятные последствия вплоть до летального исхода. Тяжесть травмы от удара током зависит от мощности разряда, времени воздействия, возраста, здоровья пострадавшего и влажности тела. При непосредственном взаимодействии с электричеством с организмом случается шок, возникают нарушения сердечного ритма, нервной и других систем, может остановиться сердце. В качестве последствий после непродолжительного, «легкого» контакта в дальнейшем проявляются аритмия, стенокардия и другие сбои.

Для чего нужно заземление в ванной

Мы настолько привыкли к тому, что нас окружают электрические приборы, что уже не замечаем, сколько их вокруг, в том числе в ванной комнате:

• электроводонагреватель;
• стиральная машина;
• фен;
• полотенцесушитель
• электрическая бритва.

И это минимум электроприборов, который находится в каждой ванной комнате. Каждое из этих постоянно использующихся устройств может накопить напряжение в корпусе, не говоря уже о том, что не исключается утечка электричества из-за поврежденной проводки или по другим причинам.

При незаземленном электрическом токе и высокой влажности, характерной для помещения, ванная комната превращается в крайне опасное место.

Заземление в ванной в новостройке и вообще в современных домах – это один из первостепенных вопросов безопасности. Эта проблема – «слепая зона» нашего поколения, так как раньше вопрос заземления не стоял. Трубы и сантехнические коммуникации были исключительно металлическими и уходили в землю, являясь самостоятельным отводом для электрического тока. С ними соединялась чугунная или стальная ванна. Роль заземляющего устройства играла перемычка, вставляющаяся в просверленную ножку.

Заземление в ванной комнате многоквартирного дома необходимо, так как люди отказываются от металлических труб в пользу пластика. Имея же в квартире трубы из металла, живя в многоквартирном доме, нельзя быть уверенным, что сосед снизу не заменит у себя часть стояка на пластиковый трубопровод, тем самым разорвав общую заземляющую сеть. Таким образом, вопрос безопасности встает конкретно перед каждым владельцем квартиры. Учитывая серьезность угрозы, лучше принять возможные меры и обезопасить семью и себя, обратившись за решением задачи к специалистам.

Функции заземления

Предназначение заземления – обезопасить электроприборы, соединив проводником сеть электропроводки с нулевым потенциалом (зануление) или землей, которая зачастую выступает в его роли. В высотных домах сложно увести электрический заряд напрямую в почву, поэтому чаще практикуется соединение электрических приборов с автоматом – в случае пробоя тока происходит короткое замыкание, система срабатывает спустя доли секунды, и техника обесточивается. Однако и этого может быть достаточно, чтобы получить серьезную травму, когда речь идет о высоком напряжении.

При грамотном заземлении ванны (зачем это требуется, мы уже разобрались) при возникновении сбоев в электрической цепи находящийся рядом с приборами человек не пострадает.

Что и как заземлять в ванной комнате

Вне зависимости от того, сколько электроприборов в душевой и есть ли они вообще, ванна должна соединяться проводником с контуром, по которому электричество сможет уйти в землю или на коробку уравнивания потенциалов. Также с уравнителем или с отводом отдельным кабелем соединяются каждый прибор или труба, так как заземлять объекты последовательно не допускается.

Как лучше сделать заземление в ванной, подскажет специалист. Не рискуйте и не занимайтесь работами самостоятельно, даже имея достаточно ясное представление о данных системах – платой за ошибку может стать здоровье или даже жизнь близких. Профессионалы знают все особенности заземления ванн из разных материалов, разбираются в нюансах, обладают ценным и большим практическим опытом.

Различные типы сантехники требуют разного подхода, например:

• Заземление акриловой ванны, сравнительно легкой, удобной, недорогой и потому популярной, необходимо, несмотря на то, что акрил не токопроводящий материал. Такие модели выпускаются литые, а также укомплектованные металлической основой, к которой непосредственно крепится заземляющее устройство. В набранной ванне из акрила, из-за того, что этот материал – диэлектрик, накапливается определенный электрический заряд, зависящий от площади емкости. Поэтому каркас необходимо заземлить.
• Заземление чугунной ванны обязательно, так как она прекрасный проводник. Модели старого образца соединяют с отводом посредством проводника, который крепят к ножке. Современные ванны производятся уже со специальным конструктивным дополнением – лепестком для заземления, который приваривают к чаше на заводе. К нему крепят многожильный проводник. Конец кабеля оголяется и прижимается к лепестку шайбой с помощью болта и гайки.
• Электроприборы, использующиеся в ванне, также имеют специальные дополнительные детали, служащие для заземления. Однако более надежная система отвода тока необходима, когда речь идет об устройствах, потребляющих много электроэнергии и имеющих большую мощность, например, водонагревателях. Все металлические части оборудования должны соединяться с контуром заземления. Иногда возникают трудности с тем, чтобы обезопасить полотенцесушитель – тогда мастер оснащает его дополнительными клеммами для аккуратного присоединения проводника.
• Обязательно заземляются гидромассажные ванны – для работающей от сети сантехники это однозначное решение. Во-первых, устанавливается влагозащитная отдельная розетка, конструкция которой предохраняет ее от брызг, а также включает дополнительный заземляющий штекер. Дырки таких розеток имеют защитные «шторочки». Монтируют их на стену на высоте не менее 30 см от пола. Для подключения гидромассажной ванны используется проводка с двойным гидроизоляционным слоем, работы ведутся строго с соблюдением правил безопасности. Напряжение электричества регулируется с помощью специального автомата, который устанавливается чаще всего в коридоре и при необходимости отключает сантехнику.

Какими бы особенностями не обладала ванная комната – определенным набором сантехники и индивидуальной системой коммуникаций – специалист разработает грамотный план заземления, гарантирующий безопасность эксплуатации электроприборов в данных условиях.

Куда обратиться, чтобы заземлить приборы и сантехнику

Компания «Алеф-ЭМ» специализируется на разработке планов заземления, монтаже токоотводящих устройств и обслуживании данных систем безопасности. Организация профессионально занимается установкой молниеотводов, проектами молниезащиты, обеспечением безопасности цифровых сетей, бытовых приборов и другой техники в зданиях разного назначения – промышленных, коммерческих и жилых. В том числе специалисты «Алеф-ЭМ» оказывают услугу заземления сантехники и электроприборов в ванной комнате, заказать которую можно по приемлемым ценам, позвонив по телефону, указанному на сайте.

Свяжитесь с менеджером компании или заполните форму ниже, чтобы получить бесплатную консультацию, задать интересующие вопросы и узнать условия обслуживания.

Форма заказа заземления ванной комнаты

Монтаж ванн и техника безопасности. Как установить ванну самостоятельно.

При монтаже ванны необходимо соблюдать определенные правила. Рассмотрим их ниже. Ванну кладут на бок и монтируют напольный пластмассовый сифон с переливом и выпуском или чугунный сифон с латунным выпуском и чугунным переливом. Если этих деталей нет, собирают сифон из переходного тройника и других выточенных на токарном станке и сварных деталей, учитывая отверстия в ванне для перелива и выпуска. Ножки присоединяют после сифона и ставят на них ванну, которую двигают до тех пор, пока выходной патрубок пластмассового или самодельного сифона не войдет в канализационную трубу. В чугунный сифон вворачивают стальную трубу, хотя можно и его выходной патрубок вставить в раструб чугунной трубы. Ванну по возможности вплотную прижимают к стене, подкладывая под ножки, предположим, пластмассовые пластины, и придают уклон в сторону выпуска. Стык сифона и канализационной трубы зачеканивают.Уравнитель электрических потенциалов приворачивается одной стороной к спецприливу на ванне одновременно с монтажом сифона. Вторую сторону уравнителя подсоединяют к водопроводной трубе или заземлению после установки ванны. Уравнитель потенциалов защищает касающегося ванны человека от поражения статическим электричеством, возникающим от удара струи о поверхность ванны. Чугунные ванны, изготовленные в Турции, к примеру, имеют внутри ванны металлические рукоятки, покрытые хромом. Рукоятки и красивы, и удобны для купающегося. Но в этих ваннах не следует забывать о занулении (заземлении) корпуса ванны.

Сложнее с электробезопасностью в ваннах с гидромассажем. Металлические хромированные сопла выступают над внутренней поверхностью ванны. Эту ванну изготавливают из фаянса (Италия), пластмассы, акрила (установка акриловой ванны) и т. п. Каждая ванна с гидромассажем оснащена электромотором, который через трубы и гонит воду. Зануление (заземление) электрооборудования этих ванн обязательно!!! Причем электромотор и насос — в одном корпусе и на одном валу.

Современные ванны зарубежного производства имеют разнообразную форму и размеры. Так, угловые акриловые гидромассажные ванны имеют размеры 1300×1300,1400×1400, 1500×1500 и 1750×1750 мм, прямоугольные гидромассажные ванны — 1500×700, 1700×700, 1700×800, 1800×900, 1850×1100, 1800×1400 мм.

Когда ванну ставят посреди помещения, вопросы герметизации полок ванны не возникают. Иное дело — монтаж ванны у стены или стен. Меньшая или большая вероятность протечек существует. Малые щели между бортом ванн и стеной закрывают замазкой или круто разведенным цементом, создавая в сечении треугольный слой, прокрашиваемый по лицевой стороне белой масляной краской. Если на стену наклеивается плитка, то малую горизонтально промазанную щель перекроют ребра плиток. Под крупные щели подводят кирпичный «фундамент» или кладут на борт ванны пластмассовую пластинку или трубу, поверх которых и наносят герметизирующий слой. Из импортных составов для заделки щелей между ванной и окружающими стенами следует рекомендовать «Полиуретановую монтажную пену», изготовленную в Швейцарии. При использовании этой пены, как и некоторых отечественных смесей, следует соблюдать правила охраны труда:

• использовать очки и резиновые перчатки;
• при попадании пены на кожу или в глаза обильно промывать их водой;
• применять пену вблизи открытого огня, включенных электроприборов, раскаленных предметов, курящих людей — запрещено;
• баллон с пеной находится под давлением, поэтому нельзя его располагать под прямыми солнечными лучами при температуре выше 50 °С;
• после употребления баллон нельзя разбирать или сжигать.

Однокомпонентная полиуретановая (содержит 4,4-дефенилметандиизоцианит) пена — полиэластичный герметик. Он затвердевает под влиянием влажного воздуха. 45 литров пены выходит из баллона. Это около 5 ведер! Пена имеет хорошее сцепление с бетоном, камнем, эмалями на металлах и т. п., но «не признает» полиэтилена и силикона (синтетические полимеры, содержащие кремний и углерод).

Контактирующие поверхности перед нанесением пены очищают от грязи, масла и т. п. Твердение пены — от 40 до 100 °С. Пена в твердом состоянии водонепроницаема и является добротным теплоизолятором. Она обеспечивает качество строительно-монтажных работ при заполнении швов, пустот, щелей, стыков наружных панелей, установке оконных рам и дверных блоков. Извлечение пены из баллона производят в определенной пооперационной последовательности.

1. Баллон тщательно взбалтывают не менее 20 раз.
2. Обливают или обильно смачивают тряпицей поверхности, которые вступят в контакт с пеной.
3. Снимают защитную крышку баллона. Переходник с соплом накручивают до упора на «кран» баллона.
4. Баллон переворачивают дном вверх. В этом положении и выпускают пену. Ее количество регулируют силой нажатия на рукоятку.
5. Канавку или щель заполняют пеной на 2/3 объема. Ненужную пену удаляют ножом, если она затвердела. Еще не застывшую пену снимают растворителем.
6. При перерывах в работе сопло удаляют и промывают его растворителем и водой.

Аналогичные герметики изготавливают во многих странах. Они напоминают «Полиуретановую монтажную пену». Это силикатные «Герметики» из США, лента-герметик 3,35 х 22 мм тоже из США и т. п. Но силикатные герметики расфасованы в баллоны меньшей емкости со специальными конусными насадками. В зависимости от ширины щели срезают часть насадки. Для выпуска герметика под давлением приобретают пистолет к этим баллонам. Приобретая тот или иной герметик, следует руководствоваться двумя принципами. Первый: отзывами знакомых или профессионалов-строителей.

Второй принцип выбора герметика в том, какой объем смеси нужен. Расфасовка герме-тиков — самая разнообразная. И вот тут, исходя из первого принципа, покупают один малый баллончик, пробуют. Возникают трудности с переводом инструкции, а продавцы не всегда компетентны. Кроме ранее описанных герметиков можно предложить еще один для закупоривания щелей между бортами ванны и стенами. Это шво-заделочная пена «Макрофлекс» (ФРГ). Она представляет собой ячеистую полиуретановую пластмассу. Затвердевает пена до степени полуэластичности под влиянием влажного воздуха. Высыхает пена за 10—30 мин, а полностью затвердевает за 12 ч. При заделке крупных площадей пену накладывают слоями. «Макрофлекс» плотно прилипает к древесине, бетону, кирпичу, металлу и т. п. Поверхности этих материалов могут быть влажными, но без льда и инея. Пену не применяют при температуре ниже 0 °С. Нужно соблюдать правила техники безопасности после вскрытия баллона: 1) нельзя курить, так как пена — горючее вещество; 2) пену хранят при комнатной температуре, но нельзя держать ее в помещении с температурой свыше 50 °С; 3) при использовании пены требуются очки и перчатки из резины. Технология применения пены следующая: 1) баллон взбалтывают; 2) прикрепляют трубчатое сопло к выходному отверстию баллона; 3) рабочее положение баллона — дном вверх; 4) выход пены регулируют, загибая или нажимая на «вентиль», при выходе из баллона объем пены увеличивается вдвое. Свежие пятна пены удаляют ацетоном и иными растворителями. Сухие пятна срезают, как и наплывы пены, ножом.

Обозначения к рисункам: Установка и эксплуатация ванн

а — ванна с индивидуальным смесителем, пластмассовыми сифоном, выпуском, переливом; б — ванна с самодельным сифоном; в — ванна с чугунным сифоном; г — ванна с металлическими комплектующими; д — ванна и умывальник с единым смесителем; е — ванны с гидромассажем: 1 — водопроводная труба; 2 — канализационная труба; 3 — пластмассовый перелив; 4 — борт ванны; 5 — отверстие ванны под перелив; б — пластмассовый выпуск; 7 — отверстие ванны под выпуск; 8 — сварная часть самодельного сифона; 9 — пробка прочистки; 10 — переходной тройник; 11 — пластмассовая труба-опора; 12 — керамическая плитка; 13 — пластмассовая пластина-опора; 14 — чугунный напольный сифон в сборе; 15 — выходной патрубок сифона; 16 — чугунный перелив; 17 — латунный выпуск; 18 — умывальник; 19 — смеситель; 20 — спецприлив или стальная пластина под бортом ванны; 21 — ножка; 22 — пластмассовый сифон; 23 — уравнитель электрических потенциалов.

Источник: В.А.Волков “Сантехника. Как все устроено и как все починить”

VN:F [1.9.22_1171]

Rating: 5.0/5 (2 votes cast)

Монтаж ванн и техника безопасности, 5.0 out of 5 based on 2 ratings Читайте также:

Система уравнивания потенциалов | Электрик

В нашем доме находятся различные металлические установки и предметы быта, кухонные мойки, металлические ванны, полотенцесушытели и батареи отопления, а также многое другое.
Все эти предметы, по законам физики, способны проводить электрический ток. Грубо говоря, их можно назвать проводниками.
В обычном состояние все ети проводники, как и любые другие проводники имеют равномерное распределение электронов, как положительных, так и отрицательных, по всей своей внутренней структуре.

Если подключить проводник к оборудованию, которое создает на одном своем полюсе недостаток электронов, а на другом своем полюсе их избыток, то все электроны нашего проводника начнут направленное движение, чтобы выровнять этот недостаток и избыток.
То есть вернутся опять в «обычный» режим. Такое направленное движение электронов и называется  электрическим током, а создаваемый на полюсе проводника избыток или недостаток электронов называется отрицательным и положительным электрическим потенциалом.

По законам физики, каждый проводник обладает каким то электрическим потенциалом.
Например, если между потенциалом батареи отопления и корпусом стиральной машыны есть разница то такую разницу можно считать напряжением.
И хоть эти вещи не находятся фактически под фазой, все же в действительности, по множеству причин, разница потенциалов может иметь опасно высокое напряжение.
К таким причинам можно отнести, например, повреждение изоляции, статическое электричество и блуждающие и циркулирующие токи систем заземления.

Чтобы решать эту проблему и безопасно пользоваться бытовой техникой и ванной, применяют систему уравнения потенциалов, ее суть довольно проста, если токоведущие части имеют непосредственное электрическое соединение, то их потенциал всегда одинаков, и напряжение между ними не возникнет ни при каких обстоятельствах.

Поэтому к системе уравнения потенциалов подключают все металлические предметы, трубы, щитки, короба и бытовую технику с металлическим корпусом. Все ети предметы подключаются к главной заземляющей шине.

Система уравнения потенциалов бывает:

• основная система уравнения потенциалов — ОСУП
• дополнительная система уравнения потенциалов — ДСУП

ОСУП включает в себя: контур заземления, главную заземляющую шину, сетки защитных проводников (РЕ) и сами проводники уравнения потенциалов.
Следует помнить что соединять защитные проводники (РЕ) с проводниками N — запрещается!
Схема подключения к заземляемым элементам, конструкциям и инженерным сетям здания должна быть радиальной, то есть на каждую заземляемую часть строения должен быть свой проводник уравнивания потенциалов. Подключать шлейфом РЕ-проводники строго запрещается!
А самое главное требование — не должно быть никаких коммутационных элементов, должна быть обеспечена полностью непрерывна защита проводников.

ДСУП — дополнительная система уравнения потенциалов нужна для того чтоб обеспечить дополнительную электробезопасность в помещениях с повышенной опасностью, в ванной комнате или душевой.

ДСУП состоит из монтажной коробки уравнения потенциалов, внутри которой находится латунная шина и самих соединительных проводников уравнения потенциалов, как правило это медные провода сечением 2.5 — 6мм.
К ДСУП подключают отопление, водопровод, ванную, душевую, а также все розетки в ванной и других влажных помещениях.

Так как на проводники действуют законы сопротивления — проводников большой протяжности быть не должно. Другими словами, электрический потенциал железной трубы на вводе в помещение и на девятом этаже имеет возможность очень отличатся и главная система уравнивания потенциалов становится все наименее действенной по мере удаления от ГЗШ.
Потому в любой жилплощади здания создается отдельная, вспомогательная система выравнивания потенциалов. Ее проводники подключаются к шине РЕ в квартирном щитке.

Система уравнивания потенциалов — это чрезвычайно важная и нужная вещь, она обладает сопротивлением, хотя и не огромным.
Поэтому, когда по одной ее части проходит электрический ток, к примеру, при срабатывании защитного прибора либо пробое, то и другая часть заземляющего проводника, та через которую ток даже не проходил также окажется под напряжением. Данное напряжение имеет возможность вызвать возникновение циркулирующих токов, действие которых фактически не прогнозируемо. Чтоб этого не произошло, объединяют все подлежащие заземлению металлические корпуса устройств и легкодоступные для прикосновения системы здания, также железные трубопроводы, ванны и душевые.
Когда заземление окажется под напряжением, под ним станут и все элементы, которые доступны для прикосновения, что автоматически понизит возможность поражения электрическим током.
Из этого всего возможно прийти к выводу, что система выравнивания потенциалов считается довольно важным методом защиты при косвенном прикосновении и для обеспечения электробезопасности ее непременно необходимо организовывать при ремонте и модернизации квартирной проводки.

Уравнитель потенциала в резервуаре (IPE)

Снижение дугового разряда резервуара для хранения

Снижение заряда для неметаллических и футерованных резервуаров, содержащих легковоспламеняющиеся или горючие жидкости

Проблема внутренних электрических разрядов и последующего воспламенения паров внутри резервуаров, содержащих легковоспламеняющиеся или горючие жидкости, становится все более распространенной по мере увеличения использования неметаллических резервуаров и резервуаров с футеровкой.

Эти типы резервуаров часто используются для хранения и отделения попутной воды и других продуктов от гидроразрыва пласта и других процессов.

Поскольку эти продукты могут быть очень агрессивными, резервуары часто изготавливаются либо из коррозионно-стойких материалов, таких как стекловолокно или ПВХ, либо из стали с внутренней футеровкой, где футеровка является непроводящим материалом, например эпоксидной смолой.

Во время нормальной работы в резервуарах накапливаются легковоспламеняющиеся или горючие пары внутри резервуара выше уровня жидкости. Эти пары могут затем воспламениться в результате электрического разряда внутри резервуара.

Разряд может быть вызван накоплением статического электричества внутри резервуара, а также прямым или близким ударом молнии.Удар молнии приведет к быстрому возникновению нескольких косвенных эффектов, включая: переходные процессы тока заземления, изменения электрического поля, окружающего резервуар, и изменения потенциала земли. Любой из этих эффектов может вызвать электрический разряд внутри резервуара.

Решение IPE

IPE разработан специально для неметаллических резервуаров и резервуаров с футеровкой. Когда IPE вставляется в резервуар и снаружи заземляется, он снимает любое статическое электричество внутри содержимого резервуара, а также сохраняет потенциал содержимого резервуара равным потенциалу земли.

Кроме того, подключение IPE к внешнему заземлению создает частичную клетку Фарадея, тем самым дополнительно ограничивая напряженность электрического поля внутри резервуара.

Эффект IPE сводит к минимуму возможность электрического разряда и воспламенения паров внутри резервуара.

[wptab name = ’Features’]

• Эффективная трубчатая конструкция: Максимальное воздействие на поверхность при минимальном весе
• Устойчивость к коррозии: Вся конструкция из нержавеющей стали 316
• Рентабельность: Затраты меньше, чем у продукции конкурентов
• Нет точек: Гладкая поверхность сводит к минимуму риск возникновения коронного разряда и дугового разряда от точек.

[/ wptab] [wptab name = ’Testing’]

Тестирование IPE

В отличие от других продуктов, IPE прошел лабораторные электрические испытания и моделирование молнии, а также конкурентный анализ. Они проводились как внутри компании, так и третьей стороной, чтобы гарантировать, что продукт будет работать лучше, безопаснее и эффективнее, что позволит найти наиболее подходящее решение для защиты неметаллических резервуаров и резервуаров с футеровкой.

Результаты можно найти в статье «Снижение дугового разряда в резервуарах для хранения химикатов» … Альбина Дж.Гасевски и Ли Ховард, BSEE, опубликовано в ноябре 2013 г., с которым вы можете ознакомиться здесь

[/ wptab] [wptab name = ’Рекомендации’]

Гладкая поверхность по сравнению с точками

Lightning Eliminators не рекомендуют использовать точки внутри резервуаров для хранения. Любой дополнительный острый металлический предмет (провода, проволочные щетки и т. Д.), Помещенный внутри резервуара, особенно в паровом пространстве над хранимой жидкостью, может служить для увеличения напряженности поля во время грозовых разрядов и инициирования коронного разряда / дуги.

Исследование НАСА *, проведенное совместно с Исследовательским институтом молний и переходных процессов, показало, что для воспламенения легковоспламеняющихся паров достаточно тока короны до 200 мкА.Следует избегать размещения точек внутри резервуара, потому что острые предметы могут генерировать токи короны, значительно превышающие это значение.

Поскольку для возникновения воспламенения требуется очень маленький ток, необходимо принять обширные меры по заземлению и соединению, чтобы минимизировать риск. Эти меры включают использование IPE внутри резервуара и системы заземления с низким сопротивлением.

* Техническая записка НАСА D-440.

[/ wptab] [wptab name = ’Брошюра’]

[/ wptab] [wptab name = ’Images’]

[/ wptab] [end_wptabset]

ЭЛЕМЕНТОВ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ.Волново-частичная двойственность свойств частиц материи. Волны де Бройля. Свойства волны де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция и ее физический смысл. Уравнение Шредингера. движение свободной частицы. Частица в прямоугольнике «потенциального холма». Квантование энергии. Туннельный эффект. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Линейный гармонический осциллятор.

ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ
Волново-частичная двойственность свойств частиц материи.
§ 1 волн Де Бройля

В 1924 году Луи де Бройль (французский физик) пришел к выводу, что дуальность света должна распространяться на частицы материи — электроны. Гипотеза де Бройля заключалась в том, что электрон, корпускулярные свойства (заряд, масса) которого изучаются в течение длительного времени, обладает еще и волновыми свойствами, т.е. при определенных условиях ведет себя как волна.

Количественные соотношения между корпускулярными и волновыми свойствами частиц, например для фотонов.

Идея де Бройля заключалась в том, что это соотношение универсально и справедливо для всех волновых процессов. Любая частица с импульсом p соответствует длине волны, заданной де Бройлем.

— волна де Бройля

p = mv — импульс частицы, h — постоянная Планка.

Волны Де Бройля, которые иногда называют электронными волнами, не являются электромагнитными.

В 1927 году Дэвиссон и Гермер (У.S. Physicist) подтвердил гипотезу де Бройля об открытии дифракции электронов на кристалле никеля. Пики дифракции соответствуют формуле Вульфа — Брэгга 2dsin j = n l, а длина волны Брэгга была точно равна

.

Дальнейшее подтверждение гипотезы де Бройля в экспериментах Л.С. Тартаковского и Х. Томсона, наблюдаемых дифракционной картиной при прохождении пучка быстрых электронов ( »50 кэВ) через фольги из разных металлов.Затем была обнаружена дифракция нейтронов, протонов, атомных пучков и молекулярных пучков. Появились новые методы исследования материалов — нейтронография и электронография, электронная оптика.

Макроскопическое тело также должно обладать всеми свойствами ( м = 1 кг, следовательно, l = 6,62 · 10 ^{— 3 1} м — не может быть обнаружено современными методами — поэтому рассматривается только макротело как тельца).

§ 2 Свойства волны де Бройля

• Предположим, что частица массой m движется со скоростью v .Тогда фазовая скорость де Бройля

.

Поскольку c> v , то фаза скорость волн де Бройля быстрее света в вакууме ( v _ph может быть больше, а может быть меньше, в отличие от группы).

Групповая скорость

2. Следовательно, групповая скорость волн де Бройля равна скорости частицы.
Для фотона

т.е. групповая скорость равна скорости света.

• Волны Де Бройля имеют дисперсию. Подставляя в, мы получаем, что v _ph = f (λ). Из-за дисперсии волны де Бройля можно представить в виде волнового пакета, так как он мгновенно «рассеивается» (исчезает) в течение 10 ^-26 с.

§ 3 из соотношение неопределенностей Гейзенберга

Микрочастицы в некоторых случаях ведут себя как волны, как и в других корпускулах.Они не применяют законы классической физики, частиц и волн. В квантовой физике доказано, что микрочастица не может применять концепцию пути, но мы можем сказать, что частица находится в заданном объеме пространства с некоторой вероятностью P . Уменьшая объем, мы уменьшим вероятность нахождения в нем частицы. Вероятностное описание траектории (или положения) частицы приводит к тому, что импульс и, следовательно, скорость частицы могут быть определены с определенной точностью.

Далее, невозможно говорить о длине волны в данной точке, и из этого следует, что если нам просто даны координаты X , то мы ничего не можем сказать об импульсе частицы, потому что. Только рассматривая длинный участок DC, мы можем определить импульс частицы. Чем больше DC, тем лучше D и, наоборот, чем меньше DC, тем больше неопределенность при нахождении D .

Соотношение неопределенности

Гейзенберга устанавливает предел для одновременного определения точности канонически сопряженных переменных , которые включают положение и импульс, энергию и время.

Соотношение неопределенностей Гейзенберга : произведение двух сопряженных величин — величины неопределенностей не могут быть на порядок меньше постоянной Планка h

(иногда пишется)

Итак. для микрочастиц нет состояний, в которых их положение и импульс одновременно имели бы точные значения. Чем меньше неопределенность одного значения, тем больше неопределенность другого.

Отношение неопределенности является квантовым пределом применимости классической механики к микрообъектам .

Чем больше м , тем меньше неопределенность в определении положения и скорости. на высоте м = 10 ^-12 кг, ℓ = 10 ^-6 и Δ x = 1% ℓ, Δ v = 6,62 · 10 ^-14 м / с, т.е. отсутствие эффекта на всех скоростях, с которыми может двигаться пыль, т.е.е. арматуры по своим волновым свойствам роли не играют

Пусть электрон движется в атоме водорода. Предположим, что Δ x »10 ^-10 м (размером с атом, т.е. электрон принадлежит данному атому). Тогда

Δ v = 7,27 · 10 ⁶ м / с. Согласно классической механике, движение радиуса r »0,5 · 10 ^{— 1 0} м; v = 2,3 · 10 ^-6 м / с.Т.е. Неопределенность скорости на порядок больше скорости, поэтому нельзя применить законы классической механики к микромиру.

Из соотношения следует, что система, имеющая срок службы D t , не может быть охарактеризована конкретным значением энергии. Энергетический разброс с уменьшением среднего времени жизни. Следовательно, частота испускаемого фотона также должна иметь погрешность Dn = D E / h , т.е.е. спектральные линии имеют определенную ширину n ± D E / h , будут размыты. Измеряя ширину спектральных линий, можно оценить порядок времени жизни атома в возбужденном состоянии.

§ 4 Волновая функция и ее физический смысл

Наблюдаемые дифракционные картины микрочастиц характеризуют неравномерное распределение потоков твердых частиц в разных направлениях — есть минимум и максимум в другом направлении.Наличие пиков на дифрактограмме свидетельствует о том, что эти линии распространяются волной де Бройля с наибольшей интенсивностью. Но интенсивность будет максимальной, если в этом направлении выйдет максимальное количество частиц. Т.е. Картина дифракции для микрочастиц является проявлением статистических (вероятностных) законов распределения частиц, где интенсивность волны де Бройля максимальна, а там больше и больше частиц.
Волны де Бройля в квантовой механике рассматриваются как волны с вероятностью , то есть вероятность нахождения частицы в разных точках пространства изменяет волновой закон (т.е. ~ ^{— iωt} ). Но для некоторых точек вероятность будет отрицательной (т.е. частица не попадет в эту область.) Макс Борн (немецкий физик) предполагает, что волна не меняет сам закон вероятности, а амплитуду вероятности , которая также называется волновой функцией , или y-функцией (psi — функцией).

Волновая функция — функция положения и времени .

Квадратный модуль psi-функции дает вероятность того, что частица будет найдена в пределах объема d V — физический смысл не в psi-функции, а в квадрате ее модуля.

Ψ ^* — функция комплексно сопряженной с Ψ

(z = a + ib, z ^* = a- ib, z ^* — комплексное сопряжение)

Если частица находится в конечном объеме V , то способность обнаружить ее в этом объеме равна 1 (определенное событие)

= 1 ⇒

.

В квантовой механике предполагается, что Ψ и AΨ , где A = const, описывают одно и то же состояние частицы.Следовательно,

— условие нормализации

интеграл, означает, что он рассчитан на неограниченный объем (пространство).

г — функция должна быть

1) окончательный (так как P не может быть больше 1)

2) уникальный (вы не можете найти частицу при постоянных условиях с вероятностью скажем 0,01 и 0,9, как вероятность быть уникальной).

3) непрерывный (из непрерывности пространства.Всегда есть вероятность найти частицу в разных точках пространства, но в разных точках она будет разной)
4) волновая функция удовлетворяет принципу суперпозиции : если система может находиться в разных состояниях, описываемых волновыми функциями y ₁ , y ₂ … y _n , то она может быть в состояние y, описываемое линейной комбинацией этих функций:

_n (n = 1,2…) — любое количество.

С помощью волновой функции вычисляет среднее значение любой физической величины частицы

§ 5 Уравнение Шредингера

Уравнение Шредингера, как и другие основные уравнения физики (уравнения Ньютона, Максвелла), не выведены, а постулируются. Его следует рассматривать как исходное базовое предположение, справедливость которого подтверждается тем фактом, что все вытекающие из него последствия в точности согласуются с экспериментальными данными.

(1)

— Временное уравнение Шредингера.

— набла — оператор Лапласа

— потенциальная функция частицы в силовом поле,

Ψ (y, z, t) — неизвестная функция
Если силовое поле, в котором движется частица, стационарно (т.е. не меняется со временем), функция U не зависит от времени и смысла потенциальной энергии.В этом случае решение уравнения Шредингера (т.е. Ψ — функция) можно представить как произведение двух факторов — один зависит только от координат, другой — только от времени:

(2)

— полная энергия частицы, постоянная в стационарном поле.
Подставляем (2) → (1):

(3)

— Уравнение Шредингера для стационарных состояний.
Решений бесконечно много. Применяя граничные условия, принимаются решения, имеющие физический смысл.
Граничные условия:
волновые функции должны быть regula r, т.е.
1) конечный;
2) уникальный;
3) непрерывный.
Решения, удовлетворяющие уравнению Шредингера, называются собственными функциями , а соответствующее значение энергии — собственными значениями энергии ??. Набор собственных значений называется спектром величины величины.Если E _n принимает дискретные значения, спектр — дискретный , если непрерывный — непрерывный или непрерывный .

§ 6 Движение свободной частицы

Частица называется свободной, если она не является силовым полем, т.е. U = 0.

Уравнение Шредингера для стационарных состояний в случаях:

Его решение: Ψ ( x ) = ^ikx , где = const , k = const

И собственные значения энергии:

Поскольку k может принимать любое значение, следовательно, E может принимать любое значение, т.е.е. Энергетический спектр непрерывный .
Временная волновая функция

(- волновое уравнение)

Т.е. плоские монохромные волны де Бройля.

§7 Частица в «потенциальной яме» прямоугольной формы.

Квантование энергии.

Мы находим собственные значения энергии ?? и соответствующие собственные функции для частицы в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме.Предположим, что частица может двигаться только вдоль оси x . Пусть движение частиц ограничено непроницаемыми стенками x = 0 и x = ℓ . Потенциальная энергия U составляет:

Уравнение Шредингера для стационарных состояний для одномерной задачи

В потенциальную яму за пределы ямы частица попасть не сможет, поэтому вероятность найти частицу вне ямы равна 0.Следовательно, Ψ за пределами скважины равно 0. Из условий непрерывности, что Ψ = 0, и на границах скважины, это Ψ (0) = Ψ ( ℓ ) = 0

Внутри скважины (0 ≤ x ≤) U = 0 и уравнение Шредингера.

, набрав получить

Общее решение

;

из граничных условий следует

у (0) = 0,

т.

= 0

Следовательно,

Из граничного условия

подписок

⇒

.

Затем

Энергия частиц E _n в «потенциальной яме» с бесконечно высокими стенками принимает только определенных дискретных значений , т.е.е. квантованный. Квантованные энергии E _n называются уровнями энергии , а число n , обозначающим энергетические уровни частицы, называется главным квантовым числом . Т.е. частицы в «потенциальной яме» могут находиться только на определенном уровне энергии E _n (или находятся в квантовом состоянии n)

Собственные функции:

найдено из условия нормализации

— плотность вероятности.Из рис. Видно, что плотность вероятности изменяется с n : n = 1 частица скорее всего будет в середине колодца, а не по краям, при n = 2 — будет либо слева, либо правая половина, но не посередине ну и не по краям и т. д. нельзя говорить о траектории частицы.

Энергетический интервал между соседними энергетическими уровнями:

Когда n = 1 имеет самую низкую энергию, отличную от нуля

Из принципа неопределенности следует минимум энергии, потому что,

С увеличением n расстояние между уровнями уменьшается, когда n → ∞ _n почти непрерывно, т.е.е. разрыв сглаживается, т.е. соответствие Бора принцип : при больших значениях квантовых чисел законы квантовой механики становятся законами классической физики.
Общая интерпретация принцип соответствия : любая новая, более общая теория является расширением классической, не отвергающей ее полностью, а включает классическую, указывая на пределы ее применимости.

§ 8 Туннельный эффект.
Прохождение частицы через потенциальный барьер

Для классической частицы: при E > U она проходит через барьер на E < U — отражается от него, для кванта: при E > U — это вероятность того, что частица отражается, для E < U вероятность того, что она пройдет через барьер.

Потенциальная энергия

:

Уравнение Шредингера для области 1 и 3:

для региона 2:

Решение этих дифференциальных уравнений:

для 1;

для 2;

Для 3:

Временная волновая функция для области 1:

Поскольку в области 3 возможно распространение только прошедшей волны, то, ⇒, ₃ = 0.

В области 2 решение зависит от отношения > U или < U . Интересует случай < U .

q = i b , где

Тогда решение уравнения Шредингера можно записать как:

для 1;

для 2;

Для 3:

Качественный вид функций, представленных на рис.2. Из рис. 2 видно, что функция не равна нулю внутри барьера, а в 3 имеет вид волны де Бройля, если барьер не очень широкий.
Явление «проникновения» частицы через потенциальный барьер называется туннельным эффектом. Туннельный эффект — это специфический квантовый эффект. Прохождение частицы можно объяснить с помощью принципа неопределенности: неопределенность импульса D в интервале D x = составляет. Связанный с этим разброс кинетической энергии импульса может быть достаточным для того, чтобы полная энергия частиц была больше потенциального энергетического барьера.

§ 9 T Линейный генератор гармоник

Линейный гармонический осциллятор — система, совершающая одномерное колебательное движение с помощью квазиупругой силы — представляет собой модель для исследования колебательного движения.

В классической физике — это пружина, физический и математический маятник. В квантовой физике — квантовый осциллятор.

Запись потенциальной энергии в виде

Уравнение Шредингера можно записать как:

Тогда собственные значения энергии:

и.е. энергия квантового осциллятора принимает дискретные значения, т.е. квантованная. Минимальное значение — энергия нулевой точки — является результатом неопределенности так же, как и в случае частицы в «потенциальной яме».

Наличие нулевой точки означает, что частицы не могут упасть на дно скважины, так как в этом случае будет точно определен ее импульс p = 0, D p = 0, ⇒, D x = ∞ — не соответствует соотношению неопределенностей. Наличие нулевой энергии противоречит классическим представлениям, согласно которым E _min = 0.- уровни энергии расположены на равном расстоянии друг от друга. Квантовый анализ показывает, что частицу можно обнаружить за пределами области. По классической трактовке только в пределах — x ≤ x ≤ x (рис..2).

Негативные эффекты технологий: психологические, социальные и медицинские

Люди связаны между собой как никогда тесными связями, во многом благодаря быстрому развитию технологий.

Хотя некоторые формы технологий, возможно, внесли в мир положительные изменения, есть свидетельства отрицательного воздействия технологий и их чрезмерного использования.

Социальные сети и мобильные устройства могут вызывать психологические и физические проблемы, такие как напряжение глаз и трудности с концентрацией внимания на важных задачах. Они также могут способствовать возникновению более серьезных заболеваний, таких как депрессия.

Чрезмерное использование технологий может иметь более значительное влияние на развитие детей и подростков.

В этой статье вы узнаете о влиянии технологий на психологическое и физическое здоровье, а также о том, как с их помощью сформировать здоровые привычки и избежать чрезмерного использования.

Чрезмерное использование или зависимость от технологий могут иметь неблагоприятные психологические последствия, в том числе:

Изоляция

Технологии, такие как социальные сети, предназначены для объединения людей, но в некоторых случаях они могут иметь противоположный эффект.

Исследование 2017 года среди молодых людей в возрасте 19–32 лет показало, что люди, которые чаще используют социальные сети, более чем в три раза чаще чувствуют себя социально изолированными, чем те, кто не использует социальные сети так часто.

Поиск способов уменьшить использование социальных сетей, таких как установление ограничений по времени для социальных приложений, может помочь некоторым людям уменьшить чувство изоляции.

Депрессия и тревога

Авторы систематического обзора 2016 года обсудили связь между социальными сетями и проблемами психического здоровья, такими как депрессия и тревога.

Их исследование дало смешанные результаты. Люди, у которых было более позитивное взаимодействие и социальная поддержка на этих платформах, оказались менее подвержены депрессии и тревоге.

Однако верно и обратное. Люди, которые считали, что у них было больше негативных социальных взаимодействий в Интернете и которые были более склонны к социальному сравнению, испытали более высокий уровень депрессии и тревоги.

Итак, хотя связь между социальными сетями и психическим здоровьем действительно существует, важным определяющим фактором являются типы взаимодействия, которые люди ощущают на этих платформах.

Использование технологий может также увеличить риск физических проблем, в том числе:

Eyestrain

Технологии, такие как портативные планшеты, смартфоны и компьютеры, могут удерживать внимание человека в течение длительного времени. Это может вызвать утомление глаз.

Симптомы цифрового утомления глаз могут включать нечеткость зрения и сухость глаз.Напряжение глаз также может вызвать боли в других частях тела, например в голове, шее или плечах.

Несколько технологических факторов могут привести к утомлению глаз, например:

• время экрана
• блики экрана
• яркость экрана
• просмотр слишком близко или слишком далеко
• плохая осанка
• основные проблемы со зрением

регулярный прием отрыв от экрана может снизить вероятность утомления глаз.

Каждому, кто регулярно испытывает эти симптомы, следует обратиться к окулисту для осмотра.

Правило 20-20-20 для цифрового просмотра

Американская ассоциация оптометристов рекомендует использовать правило 20-20-20 при длительном использовании любого цифрового экрана.

Чтобы использовать правило, каждые 20 минут экранного времени делайте 20-секундный перерыв, чтобы посмотреть на что-нибудь на расстоянии не менее 20 футов.

Это может помочь снизить нагрузку на глаза от постоянного пристального взгляда на экран.

Узнайте больше о правиле 20-20-20 в этой статье.

Плохая осанка

То, как многие люди используют мобильные устройства и компьютеры, также может способствовать неправильной осанке. Со временем это может привести к костно-мышечным проблемам.

Многие технологии продвигают позицию пользователя «вниз и вперед», то есть человек наклоняется вперед и смотрит на экран сверху вниз. Это может оказать ненужное давление на шею и позвоночник.

Пятилетнее исследование, проведенное в журнале Applied Ergonomics , обнаружило связь между текстовыми сообщениями на мобильном телефоне и болью в шее или верхней части спины у молодых людей.

Результаты показали, что эффекты были в основном краткосрочными, хотя у некоторых людей сохранялись долгосрочные симптомы.

Однако некоторые исследования ставят под сомнение эти результаты.

Исследование 2018 года, опубликованное в журнале European Spine Journal , показало, что положение шеи во время текстовых сообщений не влияет на такие симптомы, как боль в шее.

Это исследование пришло к выводу, что текстовые сообщения и «текстовые сообщения на шее» не влияют на боль в шее у молодых людей. Однако в исследование не входило долгосрочное наблюдение.

Возможно, на боль в шее влияют и другие факторы, например возраст и уровень активности.

Исправление проблем с осанкой при использовании техники может привести к общему улучшению осанки и силы мышц кора, шеи и спины.

Например, если человек сидит в одном и том же положении в течение нескольких часов, например, сидя за столом во время работы, регулярное стояние или растяжка могут помочь снизить нагрузку на тело.

Кроме того, короткие перерывы, например, прогулки по офису каждый час, также могут помочь расслабить мышцы и избежать напряжения и неправильной осанки.

Из этой статьи вы узнаете, как оставаться активным и сохранять хорошую осанку на работе.

Проблемы со сном

Использование техники перед сном может вызвать проблемы со сном. Этот эффект связан с тем, что синий свет, такой как свет от сотовых телефонов, электронных книг и компьютеров, стимулирует мозг.

Авторы исследования 2014 года обнаружили, что этого синего света достаточно, чтобы нарушить естественный циркадный ритм организма. Это нарушение может затруднить засыпание или привести к тому, что на следующий день человек станет менее внимательным.

Чтобы избежать потенциального воздействия синего света на мозг, люди могут отказаться от использования электронных устройств, излучающих синий свет, за час или два до сна.

Вместо этого можно расслабиться нежными занятиями, такими как чтение книги, легкая растяжка или принятие ванны.

Пониженная физическая активность

Большинство повседневных цифровых технологий ведут малоподвижный образ жизни. Более широкое использование этих технологий способствует более малоподвижному образу жизни, который, как известно, имеет негативные последствия для здоровья, например, способствует:

Поиск способов отдохнуть от сидячих технологий может способствовать более активному образу жизни.

Однако могут помочь и другие технологии.

Исследование, проведенное в 2017 году, показывает, что активные технологии, такие как уведомления приложений, электронная почта и носимые устройства, способствующие физическим упражнениям, могут снизить краткосрочное малоподвижное поведение.

Это может помочь людям установить здоровый образ жизни и стать более физически активными.

Детский мозг все еще развивается и может быть более чувствителен к влиянию технологий и их чрезмерному использованию, чем мозг взрослых.

В обзоре различных исследований за 2018 год были отмечены возможные побочные эффекты у детей, использующих различные технологии.

Дети, злоупотребляющие технологиями, могут с большей вероятностью столкнуться с проблемами, в том числе:

• низкая успеваемость
• недостаток внимания
• низкая креативность
• задержки в развитии речи
• задержки в социальном и эмоциональном развитии
• отсутствие физической активности и ожирение
• плохое качество сна
• социальные проблемы, такие как социальная несовместимость и тревога
• агрессивное поведение
• зависимость от этих технологий
• более высокий ИМТ

Исследование также отметило важность обучения детей взаимодействию с этими технологиями в целях обеспечения здоровья. способами, отслеживая свое время, используя их и предлагая интересные альтернативы.

Кроме того, исследование подростков в возрасте 15–16 лет показало, что у тех, кто активно пользовался цифровыми медиа, был повышен шанс развития симптомов синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ).

Это не означает, что использование цифровых носителей вызывает СДВГ, скорее, между ними существует связь. Чтобы определить, что означает эта ассоциация, необходимы дополнительные исследования.

Авторы исследования 2015 года обнаружили, что технологии негативно влияют на общее состояние здоровья детей и подростков всех возрастов.Исследователи отметили важность того, чтобы родители и опекуны контролировали экранное время у всех детей.

Американская академия педиатрии рекомендует детям младше 18 месяцев вообще избегать экранного времени, в то время как детям 2–5 лет предоставляется не более 1 часа в день для качественного просмотра со взрослыми.

Недавний технологический бум изменил образ жизни среднего американца. Хотя технологии имеют множество положительных эффектов, существуют некоторые возможные риски.

Любой, кто не уверен в том, какое влияние на него оказывают технологии, может захотеть принять меры, чтобы сократить использование устройств и время экрана, а также пересмотреть свои ощущения с этими устройствами и без них.

3 Духовные ванны для удаления негатива — Очищение соленой водой

На теле есть семь точек чакр, где энергия течет и пересекается, принося мир, гармонию и равновесие в нашу жизнь. Тем не менее, как и все остальное, чакры имеют тенденцию блокироваться со временем, и мы можем чувствовать физический эффект этой блокировки в наших телах. Устранение этих засоров несложно и может потребовать некоторой практики, но в конечном итоге оно того стоит. Хотя кристаллы — популярный метод зачистки, в этой статье есть предметы, которые вы можете использовать вместе с кристаллами.Все они хорошо работают вместе и улучшат вашу связь с этой энергетической точкой.

Вы не можете сбалансировать другие чакры, не уделив внимание корневой чакре.

Что делает корневая чакра

Корневая или основная чакра удерживает нас на земле и является нашей точкой соединения с Землей. Когда эта чакра сбалансирована, мы уверены, доверчивы и независимы. Мы учимся расти во всех аспектах нашей жизни — духовно, физически и умственно. Когда он заблокирован, мы начинаем нервничать и нервничать и теряем интерес к нашим самым основным потребностям.

Кристаллы связаны с чакрами

Многие кристаллы излучают вибрации, параллельные чакрам, и у каждой чакры есть соответствующий кристалл-компаньон. Хотя все они работают, чтобы сбалансировать их, я обнаружил, что одни кристаллы работают лучше, чем другие. Я предлагаю вам поработать с несколькими, чтобы понять, какой из них вам подходит. У корневой чакры есть две цветовые ассоциации, поэтому подойдут камни обоих цветов, но не все камни этих конкретных цветов подходят или могут больше подходить для чего-то другого.Есть еще и цена. Некоторые кристаллы встречаются редко и дороги. Я предлагаю провести небольшое исследование, чтобы убедиться, что камень, который вы используете или хотите использовать, подходит и по цене, и по лечению. Помощь не должна быть дорогой.

Кристаллы для корневой чакры

Цвета, связанные с корневой чакрой, — красный и черный — элементы огня и земли. Некоторые из них, такие как гематит и оникс, имеют более одного применения. Большинство черных или коричневых камней имеют сходство с землей и уже широко используются в качестве заземляющих камней.В качестве дополнительной меры вы можете надеть прозрачный кварцевый камень, чтобы усилить вибрацию.

Черные / коричневые кристаллы

• Гематит
• Обсидиан
• Оникс
• Тигровый глаз
• Черный турмалин

Красные кристаллы

• Красная яшма
• Красный кальцит
• Кровавый камень
• Гранат

Примечание — гранат тоже бывает зеленого цвета. Если вы хотите использовать гранат, убедитесь, что это правильный камень.

Медитация с кристальной энергией

После покупки и очистки желаемого кристалла (очищение кристаллов очень важно) лягте на живот. Выберите такое место, где вам будет комфортно и где никто не будет беспокоить вас. Поместите камень на копчик, чтобы он не упал. Как вариант, если вы не можете лечь на живот, можно лечь на спину. Вы можете либо держать камень в руке возле точки чакры, либо положить его на свое тело, чтобы он не упал.Если вы сидите, держите кристалл в ладони в форме чаши рядом с корневой чакрой во время медитации. Сделайте несколько глубоких вдохов. Почувствуйте вибрацию камня.

Включите медитативную музыку, предназначенную для стимуляции корневой чакры. Я сильно чувствую, что звуковые волны увеличивают вибрацию кристалла. На Gaiam TV есть много замечательных видео о звуковых волнах, таких как Киматика: оживление материи с помощью звука и фрактальной медитации и [Astral Traveler] (/ video / astral-traveller}. Как и кристаллы, вам нужно выбрать видео, которое работает на вас.

Корневая чакра связана с обонянием. Сжигание ладана или эфирных масел — отличный способ улучшить баланс и очистить кожу. Я сжигаю пачули и использую его исключительно для этой цели. Вы также можете использовать другие ароматы: мускатный орех, кедр, имбирь, ветивер, мирру и корицу; или попробуйте комбинацию по вашему выбору или другую, связанную с корневой чакрой.

Употребление в пищу продуктов с корневой чакрой и упражнения — тоже хорошие инструменты. Сходите на прогулку или сядьте на землю, скрестив ноги. Если вы занимаетесь йогой, вы можете включить в свой распорядок наклон вперед стоя.

🎓 выравниватель потенциалов ⚗ de ingles en ruso 🧬

— электрическая цепь, которая гарантирует, что при параллельном подключении двух или более генераторов к энергосистеме они распределяют нагрузку поровну. В этом случае, если напряжение одного генератора немного выше, чем напряжение другого генератора…… Авиационный словарь

История Oldham Athletic A.F.C. — Недавние выпуски статей = май 2008 г. POV = июнь 2008 г. без ссылок = уборка в июне 2008 г. = июль 2008 г. Это об истории Oldham Athletic A.F.C.1895 1923: Ранний успех Клуб был основан в 1895 году как Pine Villa F.C. перед переименованием в Oldham…… Wikipedia

Дарси Ричардсон — Дарси Г. Ричардсон 250px Автор, политический историк и прогрессивный активист Дарси Ричардсон. Личные данные Родился 6 декабря 1955 г. (1955 12 06) (возраст 55) Политическая партия Демократическая партия Alma mater… Wikipedia

KITT — акронимический дескриптор персонажа вымышленного приключенческого сериала Knight Rider.KITT — это микропроцессор с искусственным интеллектом, установленный в высокотехнологичном, очень мобильном роботе, замаскированном под Pontiac Firebird Trans Am 1982 года. Оригинал… Wikipedia

Обедненный уран — Пенетратор с обедненным ураном 30-миллиметрового снаряда [1] Обедненный уран (DU; также упоминаемый в прошлом как металл Q, деплеталлой или D 38) — это уран с более низким содержанием делящегося изотопа U 235, чем природный уран (природный уран составляет около 99,27% урана…… Википедия

Фонограф — сюда перенаправляется поворотный стол.Для использования в других целях, см Поворотный стол (значения). Цилиндрический фонограф Эдисона ок. 1899… Википедия

Образование в Германии — Евангелические семинарии в Маульбронне и Блаубойрене (изображение церкви и внутреннего двора) образуют объединенную гимназию и школу-интернат… Википедия

Gravis Ultrasound — или GUS — звуковая карта для системной платформы, совместимой с IBM PC, произведенная канадской Advanced Gravis Computer Technology Ltd.Он был очень популярен на демо-сцене в 1990-х годах из-за превосходного качества звука по сравнению с аналогичной ценой…… Wikipedia

Хулио Рикардо Крус — Информационное окно футболиста playername = Хулио Крус полное имя = Хулио Рикардо Крус псевдоним = Эль Джардинеро (Садовник) dateofbirth = дата рождения и возраст | 1974 | 10 | 10 cityofbirth = Santiago del Estero countryof Birth = Высота Аргентины = …… Википедия

Закон о равной оплате труда 1963 года — Закон о равной оплате труда 1963 года, Pub.L. No. 88 38, 77 Stat. 56 (10 июня 1963 г.), кодифицированный в usc | 29 | 206 (d), является федеральным законом Соединенных Штатов, вносящим поправки в Закон о справедливых трудовых стандартах, направленный на отмену разницы в заработной плате по признаку пола. Принимая законопроект,…… Wikipedia

Комбинированные оральные противозачаточные таблетки — (COCP) Предпосылки Тип контрацепции Гормональные Первое применение? … Википедия

потенциальная температура | Наука судьбы

Вот среднегодовая температура как функция давления (= высота) и широты:

от Marshall & Plumb (2008)

Рисунок 1. Щелкните, чтобы увеличить изображение

Мы видим, что экватор теплее полюсов, а поверхность теплее верхней тропосферы («тропосфера» = нижняя атмосфера).Без сюрпризов.

Вот «потенциальная температура», что бы это ни было ..

от Marshall & Plumb (2008)

Рисунок 2. Щелкните, чтобы увеличить изображение

Мы видим, что — какой бы ни была «потенциальная температура» — экватор теплее полюсов, но эта версия температуры увеличивается на с высотой.

Почему температура уменьшается с высотой? Что такое потенциальная температура? И почему он увеличивает с высотой?

Скорость прерывания

Атмосферное давление падает с высотой.Это потому, что по мере того, как вы поднимаетесь выше, над вами становится меньше воздуха и, следовательно, меньше нисходящей силы из-за веса этого воздуха.

Поскольку давление уменьшается — и поскольку воздух представляет собой сжимаемую жидкость — поднимающийся вверх воздух расширяется (а воздух, опускающийся вниз, сжимается).

Воздух, который расширяется, «работает» против своего окружения, и из-за первого закона термодинамики (сохранения энергии) за эту работу нужно платить. Итак, внутренняя энергия расходуется на расширение пакета воздуха наружу против атмосферы.А уменьшение внутренней энергии означает снижение температуры.

• Поднимающийся воздух расширяется
• Расширяющееся воздушное охлаждение

Немного технически … адиабатическое расширение — вот о чем мы говорим. Адиабатический процесс — это процесс, при котором тепло не обменивается с окружающей средой. Это разумное приближение для типичного восходящего воздуха . Это разумно, потому что теплопроводность — чрезвычайно медленный процесс (= незначительный) в атмосфере, а радиационная теплопередача происходит довольно медленно.

Таким образом, если тепло не может передаваться между «воздушной частицей» и окружающей средой, относительно просто вычислить, как изменяется температура. Пример, который содержит слишком много деталей (потому что он развенчивает «разоблачение») о сдвигах парадигмы в конвекции и водяном паре?

Суть расчета состоит в том, чтобы приравнять изменения внутренней энергии к работе, выполняемой в окружающей среде.

Учебники обычно начинаются с простейшей версии, сухой адиабатической выдержки времени , или DALR.(«Градиент» — это изменение температуры с высотой воздушного шара).

DALR предназначен для воздуха без водяного пара. Теперь водяной пар очень влияет на наш климат. Причина, по которой мы пренебрегли этим и начали с этого упрощения:

• Расчет прост, и каждый (почти) может его понять
• представляет одну крайность атмосферы (полярный климат и верхняя тропосфера).

Результат этого упрощения:

Изменение температуры с высотой = -g / c _p ≈ -10 ° C / км, где g = ускорение свободного падения = 9.8 м / с² и c _p = теплоемкость воздуха при постоянном давлении ≈ 1 Дж / кг. K

Итак, на каждый километр, который мы вытесняем вверх, воздух охлаждается примерно на 10 ° C — при условии, что мы вытесняем его достаточно быстро. Что ж, это правда, если он сухой.

Примечание к условным обозначениям — сухие частицы воздуха, движущиеся вверх, охлаждают на 10 ° C на км, но скорость отклонения обычно записывается как положительное число. Таким образом, охлаждение на уровне 10 ° C / км = -10 ° C / км, но по соглашению соответствует «градиентной скорости» +10 ° C / км. Это сбивает с толку, когда люди говорят такие вещи, как «, погрешность окружающей среды должна быть меньше адиабатической скорости отклонения ».Мы говорим о цифре со знаком минус впереди? Или нет?

Нелегко думать о том, что отрицательные числа меньше других отрицательных чисел, когда применяется критерий «меньше чем» после того, как они были преобразованы в положительные числа. Во всяком случае, не для меня. Мне каждый раз приходится это записывать.

Насыщенная скорость кадрирования

Если посылка воздуха содержит водяной пар и достаточно охлаждает , то водяной пар конденсируется. Это высвобождает скрытое тепло.

В результате влажный поднимающийся воздух охлаждается медленнее, чем сухой поднимающийся воздух

Таким образом, адиабатический градиент насыщения «меньше» скорости адиабатического градиента в сухом состоянии.

Например. изменение температуры с высотой сухого участка воздуха ≈ -10 ° C / км, а изменение температуры с высотой влажного пучка воздуха в тропиках у поверхности ≈ -4 ° C / км.

Обычно мы говорим, что адиабатический градиент насыщения меньше, чем сухой адиабатический градиент.Потому что мы записываем их как положительные числа.

Теперь обратите внимание на предостережения относительно значения для влажного поднимающегося воздуха. Я сказал: «… в тропиках у поверхности…», но для DALR нет никаких оговорок. Это потому, что, когда мы рассматриваем влажность, мы должны учитывать, сколько водяного пара и его количество сильно варьируется в зависимости от температуры (а также от других факторов — см. Облака и водяной пар — Часть третья ).

Математика для насыщенной адиабатической градиентной скорости несколько сложнее, но концептуально не сложнее, есть просто добавление энергии (от конденсации водяного пара) для компенсации проделанной работы.

Потенциальная температура

Возможная температура обычно обозначается греческой буквой θ.

θ = T. (p ₀ / p) ^k

, где T = (реальная) температура, p = давление, p ₀ = эталонное давление (обычно при 1000 мбар) и k = R / c _p = 2/7 для нашей атмосферы (подробнее об этом в следующей статье )

С помощью утомительных вычислений мы можем доказать, что θ остается постоянным в адиабатических условиях (для сухого воздуха).

Давайте посмотрим, что это значит.

Предположим, что температура поверхности (1000 мбар) = 288 K (15 ° C), поэтому также θ = 288K.

Теперь воздух перемещается (адиабатически) до 800 мбар, поэтому T = 270 K. Это то, что вы ожидаете — температура падает с высотой. И без изменения потенциальной температуры, поэтому θ = 288 К.

Теперь переместим воздух на 600 мбар, а Т = 249 К. Еще понижение температуры. И все же θ = 288 К.

Так это полезный параметр — переместите воздух (адиабатически), а потенциальная температура останется прежней?

Параметр математически верен, но еще неизвестно, насколько он полезен.Поскольку это искусственная конструкция, несомненно, многие люди будут качать головой.

Профиль стабильности и потенциальной температуры

В разделе «Плотность, стабильность и движение жидкостей» мы увидели, что для того, чтобы жидкость была стабильной, более легкая жидкость должна располагаться выше более тяжелой жидкости. Ни для кого не удивительно.

И мы увидели, что с механической точки зрения равновесие отличается от стабильности .

Неустойчивое равновесие может существовать, но небольшое смещение превратит неустойчивость в движение.В то время как при устойчивом равновесии небольшое смещение (или большое смещение) приведет к возвращению возвращающей силы в исходное положение. Для простейшего случая — несжимаемой жидкости — это означает, что температура должна повышаться с высотой.

Если вы посмотрели сопроводительное видео, на котором резервуар с водой нагревается снизу, вы бы увидели, что нестабильность вызывала турбулентное движение, пока, наконец, резервуар не был хорошо перемешан.

Мы оставили более сложный случай сжимаемых жидкостей (например, воздуха) до сегодняшнего дня.Мы обнаружим, что для сжимаемой жидкости потенциальная температура фактически такая же, как «реальная» температура для несжимаемой жидкости.

Таким образом, если потенциальная температура увеличивается с высотой, жидкость стабильна, но если потенциальная температура уменьшается с высотой, жидкость нестабильна.

Рассмотрим два примера:

Рисунок 3

С левой стороны мы видим пример, в котором потенциальная температура уменьшается с высотой.На поверхности θ = 288 K, но при 800 мбар θ = 275 K. Сгусток воздуха, адиабатически вытесняемый с поверхности до 800 мбар, сохранит свою потенциальную температуру 288 K. Теперь мы преобразуем это в реальные температуры. Температура окружающей среды при 800 мбар составляет 258 К, но частицы воздуха охлаждают только до 270 К. Это означает, что смещенный участок на теплее, чем окружающий , поэтому он менее плотный — и, следовательно, он продолжает расти.

Этот случай нестабилен — очевидно, что любой воздух, который начинает подниматься или опускаться (возможно, из-за атмосферных ветров, перепадов давления и т. Д.), Будет продолжать подниматься или опускаться.

Справа мы видим, что потенциальная температура снижается с высотой. Вытесненный с поверхности на 800 мбар пакет воздуха достигает той же температуры, что и слева — 270 К. Но здесь температура окружающей среды составляет 281 К. Таким образом, объем воздуха на холоднее, чем окружающий воздух , поэтому он больше плотный — и так падает.

Этот корпус устойчив: любой воздух, который начинает подниматься или опускаться, испытывает восстанавливающую силу.

Таким образом, профиль потенциальной температуры с высотой говорит нам, является ли атмосфера стабильной, нейтральной или нестабильной.Если потенциальная температура увеличивается с высотой, атмосфера стабильна, а если потенциальная температура уменьшается с высотой, атмосфера нестабильна.

Это в точности то же самое, что и сравнение фактического изменения температуры с погрешностью.

Оба отвечают на один и тот же вопрос об атмосферной стабильности.

потенциальная температура влаги

Предыдущий раздел немного упростил ситуацию, поскольку потенциальная температура относится к сухому воздуху, а влажность изменяет способ уменьшения температуры с высотой.

Итак, вот настоящая сделка — влажная потенциальная температура . Это также известно как эквивалентная потенциальная температура :

.

от Marshall & Plumb (2008)

Рисунок 4. Щелкните, чтобы увеличить изображение

Здесь мы видим «реальную потенциальную температуру» и замечаем, что, особенно в тропиках, влажная потенциальная температура практически постоянна с высотой — вплоть до тропопаузы на уровне 200 мбар. Это связано с конвекцией, создающей хорошо перемешанную атмосферу.В полярных регионах мы видим, что атмосфера все еще сильно стратифицирована, что связано с отсутствием конвективного перемешивания.

Заключение

Потенциальная температура очень полезна. Это метод сравнения температуры воздуха на двух разных высотах.

И если потенциальная температура постоянна или увеличивается с высотой, атмосфера стабильна.

Атмосфера в основном стабильна для сухого воздуха. Если вы вернетесь к рисунку 2, вы увидите, что (сухая) потенциальная температура сильно стратифицирована, что означает, что любой вытесненный воздух испытывает восстанавливающую силу.Таким образом, влага в воздухе способствует большей части конвекции.