Исследовательская работа по физике на тему "Физика в профессии электромонтер"

Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования - профессия рабочего в областях электротехники и энергетики, занимающегося эксплуатацией или ремонтом электрооборудования и электрических цепей.

Физика – является базовой наукой для таких отраслей техники как электронная техника, ядерная техника и др.

Актуальность: В настоящее время профессия электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования является востребованной и высоко оплачиваемой.

Объект исследования: исследовательская работа по теме "Физика в профессии электромонтера".

Предмет исследования: применение законов физики в работе электромонтера.

Цель исследования: Рассмотреть, какие законы физики применяются в работе электромонтера.

Гипотеза: большинство процессов, происходящих в работе электромонтера, являются ярко выраженным доказательством физических явлений и законов.

Ознакомительная часть

История электротехники

История электротехники начинается в эпоху Эдисона (1847 г.) В конце XIX века происходит бурное развитие электротехники и в 1880 году французский физик М. Депре доказал возможность передачи электрической энергии по проводам.

Незаменимый вклад в развитие электротехники внес Н. Тесла, основной задачей которого была реализация передачи электроэнергии на расстоянии. К сожалению, над реализацией данной задачи ученные бьются до сих пор. Этих ученых можно условно назвать первыми электриками и прародителями профессии электромонтер, которая появилась в штате сотрудников с появлением электрических приборов и устройств промышленных масштабов.

Профессия электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования

Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования - профессия рабочего в областях электротехники и энергетики, занимающегося эксплуатацией или ремонтом электрооборудования и электрических цепей. Эта профессия относится к категории особо опасных. Деятельность электромонтеров связана с постоянным риском во время работы, требует внимательности и знания способов защиты от поражения электрическим током, а также способов оказания пострадавшим от электротравм первой помощи.

Представители этой профессии регулярно, раз в 5 лет, проходят техническую переподготовку, связанную в основном с технологическим обновлением электрооборудования и коммуникаций, а также ежегодную проверку знаний правил электробезопасности. Электромонтерам по ремонту и обслуживанию электрооборудования в России присваиваются разряды со 2-го по 9-й включительно согласно Единому тарифно-квалификационному справочнику работ и профессий рабочих (ЕТКС).

Профессиональный праздник - 22 декабря. Профессия входит в список ТОП-50 самых востребованных профессий по версии Минтруда РФ.

Значение профессии

В наше время в связи с быстрым ростом глобальной электрификации и зависимости от электроэнергии, электромонтеры являются самыми востребованными специалистами в любой стране. Значимость бесперебойного снабжения электроэнергией так велика, что в случае перебоев предприятия и государства несут существенные убытки, так как в случае отключения от подачи электроэнергии практически все виды промышленности, железнодорожный транспорт и многие другие сферы хозяйства будут почти или полностью парализованы и остановлены.

Особенности профессии

Электрик может заниматься любым электрооборудованием: генераторами, электродвигателями, телеавтоматикой и т.д. Его конкретные обязанности – монтаж, обслуживание, разборка, ремонт – зависят от места работы.

Например, электрик городских электросетей может протягивать линии электропередачи, устанавливать фонари на столбах, ремонтировать их и т.д. На заводе он может заниматься обслуживанием электросети, станков, генераторов и пр. Сверяясь с электросхемами, он находит поломку и проводит ремонт. На крупных предприятиях электрики работают бригадами и в смену.

Профессия электрик предполагает логическое мышление, технический склад ума, хорошую мелкую моторику, острое зрение, внимательность, аккуратность, ответственность.
Необходимые знания и навыки

Электрик должен обладать базовыми знаниями по физике, математике, механике, черчению, уметь читать схемы и чертежи, применять формулы. Также он обязан знать устройство и технические характеристики приборов, которые обслуживает, владеть методикой диагностики и ремонта. Электрик должен знать технику безопасности и уметь оказывать первую медицинскую помощь при поражении током и др. травмах.

Электромонтер обязан знать устройство и технические характеристики приборов, которые обслуживает, владеть методикой диагностики и ремонта. Для работы электромонтера, так же применяются различные физические законы, без которых работа электромонтера была бы не выполнима.

Основными законами которыми электромонтер применяет в своей работе является:

• Закон Ома.
• Параллельное и последовательное соединение потребителей.

Закон Ома

Основным законом электротехники, при помощи которого можно изучать и рассчитывать электрические цепи, является закон Ома, устанавливающий соотношение между током, напряжением и сопротивлением.

Закон Ома для участка цепи гласит: сила тока участка электрической сети прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Если увеличить в несколько раз напряжение, действующее в электрической цепи, то ток в этой цепи увеличится во столько же раз. А если увеличить в несколько раз сопротивление цепи, то ток во столько же раз уменьшится. Подобно этому водяной поток в трубе тем больше, чем сильнее давление и чем меньше сопротивление, которое оказывает труба движению воды.

В популярной форме этот закон можно сформулировать следующим образом: чем выше напряжение при одном и том же сопротивлении, тем выше сила тока и в то же время чем выше сопротивление при одном и том же напряжении, тем ниже сила тока.

Чтобы выразить закон Ома математически наиболее просто, считают, что сопротивление проводника, в котором при напряжении 1 В проходит ток 1 А, равно 1 Ом.
В символическом выражении Закон Ома выглядит так: I = U/R

• I – Сила тока в цепи (Ампер)
• U – Напряжение сети (Вольт)
• R – Сопротивление сети (Ом)

Практическое применение имеет закон взаимосвязи напряжения, силы тока и мощности в электрической цепи. Он математически выводится из Закона Ома и основан на двух алгебраических формулах, выражающих физические законы: P=U*I, где P – мощность электрической сети (Вт), U–напряжение, I–сила тока.

Формулы закона Ома

Последовательное и параллельное соединения

Последовательное и параллельное соединения в электротехнике - два основных способа соединения элементов электрической цепи. При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла. При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию.

Виды соединений

Способ соединения приемников электроэнергии может быть одним из следующих: последовательный, параллельный или смешанный тип соединения.

Последовательное соединение

Когда несколько приемников (резисторов) соединяются в последовательную цепь, то есть второй вывод первого присоединяется к первому выводу второго, второй вывод второго соединяется с первым выводом третьего, второй вывод третьего с первым выводом четвертого и т. д., то при подключении такой цепи к источнику питания, через все элементы цепи потечет ток I одной и той же величины.

Параллельное соединение приемников предполагает включение каждого из них между парой точек электрической цепи с тем, чтобы они образовывали параллельные ветви, каждая из которых питается напряжением источника.

Исследовательская часть

Выключатели и включатели – это электрическое устройство, которое может создавать или разрывать электрическую цепь, прерывая ток или отводя его от одного проводника к другому.

Выключатель одноклавишного типа конструктивно состоит из основных 4 частей:

1. Главная (металлическая, куда реже пластиковая).
2. Рабочий механизм, который состоит из контактной группы, зажимов (для подсоединения электрических проводов) и элементов для крепления.
3. Клавиша.
4. Защита декоративного элемента (корпус или рама).

Принцип действия довольно простой для каждого одноклавишного коммутатора:

• В положении "включатель" элемент контактной группы замыкаются и напряжение начинает поступать на осветительный прибор, он начинает работать.
• И наоборот, в положении "выключатель" контакты разъединяются, в цепи "фазы" будет происходить разрыв, а лампа погаснет.

Устройство одноклавишного выключателя

Двухклавишный выключатель света – это механическое устройство, предназначенное для коммутации осветительной цепи, имеет две клавиши управления, предназначенные для выполнения шести операций.

1. 1-2 операции, предназначены для клавиши один:
- в положении "включить", цепь, подключенная к данному элементу управления, замыкается;
- в положении "выключить" размыкается.

2. 3-4 для клавиши два:
- в положении "включить", цепь замкнута;
- в положении "выключить" разомкнута.

3. 5-6 для одновременной работы двух клавиш:
- в положении "включить", цепи, управляемые клавишами один и два, замыкаются;
- в положении "выключить" размыкаются.

Двойные выключатели нашли широкое применение в местах, где есть необходимость управлять освещением двух различных групп с одного места, используя один механизм коммутации.

Двух- и трехклавишные выключатели

Переключатель трехклавишный проходной – это электрический прибор, предназначенный для управления одним источником освещения из разных мест. Визуально имеет много сходств с привычными переключателями, принцип работы одинаковый – замыкание и размыкание цепи освещения.

Тройной проходной переключатель дает возможность потребителю управлять одним или несколькими источниками освещения из разных мест. Одним источником освещения или целой группой можно одновременно управлять из нескольких удаленных мест. Часто перекрестные приборы устанавливают на приусадебных участках, в больших загородных домах и длинных коридорах. Для подсоединения потребуется стандартная схема подключения дублирующего электрического прибора.

Исследуем последовательное соединение двух ламп накаливания

Последовательное соединение проводников – это включение в электрическую цепь нескольких приборов последовательно, друг за другом в порядке очередности. То есть, начало одного потребителя соединяется с концом другого при помощи проводов, без каких-либо ответвлений. В последовательном соединении ламп, если перегорит одна лампа, то обе лампы не будут работать.

Количество клавишей зависит от количества источников освещения. Например, двухклавишные и трехклавишные выключатели удобны при наличии основного и декоративного освещения: можно попеременно включать оба типа освещения или выбирать какое-то одно, экономя при этом электроэнергию.

Для начала берем конец N – нулевой провод от каждой лампы и скручиваем между собой, и подаем фазу через нить накала, дальше через соединение идет на вторую, также через нить накала уходит на ноль. При таком соединении лампы будут гореть в половину накала, потому что напряжение распределяется равномерно.

Исследуем параллельное соединение двух ламп накаливания

Параллельное соединение проводников – соединение, при котором все проводники подключаются к одной и той же паре точек.

При параллельном соединении лампы все начала проводников объединены в одну точку, и все концы также соединены вместе. Наблюдая из исследования последовательного соединения ламп, они горели в половину накала, а в параллельном соединении они будут гореть с той же мощностью, которая указана на лампе. В параллельном соединении ламп, если перегорит одна лампа, то другая лампа будет гореть.

Последовательное и параллельное соединение 2-х ламп накаливания

Заключение

В ходе работы над исследовательским проектом на тему"Физика в профессии электромонтер" показал, что физические явления и законы в профессии электромонтера очень важны. Ведь квалифицированным электромонтером не стать, без знания физики. Физика - является одной из главных основ в профессии электромонтера.

Требуется изучение предмета, так как без нее нельзя понять основы электричества. На электромонтера положена ответственность за работу электрооборудования и поддержание ее в безопасном состоянии. Каждый закон, каждые физические явления имеет большое влияние на работу электричества, как и на электромонтера.