На главную
Содержание

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ-ЭЛЕКТРОХИМИЯ

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ЗАПИСЬ, процесс нанесения и сохранения различного вида информации, представленной электрич. сигналами, на диэлектрич. носителе (ДН) посредством создания на нём того или иного распределения электрич. зарядов (зарядного рельефа), несущего в себе скрытое изображение записанной информации. Системы Э. з. в зависимости от способов записи и воспроизведения информации подразделяют на 2 осн. группы. В 1-й группе органом записи (ОЗ) систем служит электродная головка или электроннолучевая трубка с металловолоконным экраном. Элемент скрытого изображения формируется переносом зарядов с электродов (волокон) ОЗ на ДН через воздушный зазор толщиной 5- 20 мкм в результате электрич. разряда при подаче на электроды ОЗ напряжения 700-900 в. Скрытое изображение на ДН, полученное в результате относит, переме-мещенияОЗ и ДН, преобразуют в видимое изображение методами электрофотографии. Запись осуществляется либо на электростатич. бумаге, состоящей из электропроводящей основы и слоя диэлектрика, с использованием при визуализации скрытого изображения как сухих, так и жидких электрографич. проявителей, либо на диэлектрич. барабане с последующим переносом изображения, проявленного с помощью порошка, с барабана на обычную бумагу. Достоинства систем Э. з. 1-й группы: высокая информац. скорость (для дискретной информации она составляет 10-20 тыс. знаков в 1 сек, для аналоговой соответствует частоте в неск. десятков кгц); возможность записи различной информации (в т. ч. полутоновых изображений) и практически немедленной её визуализации; отсутствие при записи и воспроизведении хим. и ударных воздействий на ДН; нечувствительность к свету; сравнительно низкая стоимость применяемых для записи материалов. Эти системы используют в качестве электростатич. регистраторов для вывода данных из ЭВМ, записи процессов в экспериментальной физике и измерит, технике и т. д.

Ко 2-й группе относят системы с записью электрич. сигналов с помощью сфокусированного на ДН сканирующего электронного луча в вакуумной камере и воспроизведением информации также в виде электрич. сигналов (к-рые затем преобразуют в телевиз. изображение или документируют). ДН в таких системах - лента шир. 35 или 70 мм, состоящая из 3 слоев: основы из полиэтилентере-фталата (лавсана) толщиной 50-80 мкм; тонкого (до 1 мкм) металлич. слоя; диэлектрич. слоя толщиной до 10 мкм. Электронный луч формируется с помощью электронной пушки (электронного прожектора). При воспроизведении сканирующий электронный луч от того же или дополнит, электронного прожектора обегает поверхность ДН. Вторичные электроны (см. Вторичная электронная эмиссия), выбитые лучом из ДН, направляются в электронный умножитель; модулированный по плотности поток вторичных электронов преобразуется в видеосигнал. Достоинства систем Э. з. 2-й группы по сравнению с системами магнитной записи: более широкая полоса частот (до 20 Мгц); большая плотность записи; более высокое качество воспроизведения. Недостатки: конструктивная сложность; необходимость применять вакуумно-чистые материалы и производить откачку камеры после каждой смены ленты. Системы 2-й группы используют для передачи изображений из космоса. Разновидность Э. з.- термопластическая запись.

Лит.: Р е и н б е р г М. Г., Электростатическая запись, М., 1974. М. Г. Рейнберг.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР, высоковольтное устройство, в к-ром разность потенциалов создаётся механич. переносом электрич. зарядов. См. Ускоритель высоковольтный.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР, измерительный прибор, принцип действия к-рого основан на механич. взаимодействии электродов, несущих разноимённые электрич. заряды. В Э. п. измеряемая величина преобразуется в напряжение переменного или постоянного тока, определяемое электростатич. измерит, механизмом (рис.). Измеряемое напряжение подводится к подвижному электроду, укреплённому на оси, связанной со стрелкой, и к изолированному от него неподвижному электроду. В результате взаимодействия зарядов, возникающих на электродах, на оси появляется вращающий момент, пропорциональный квадрату приложенного напряжения. Действующая на ось пружина создаёт момент, противодействующий вращающему моменту и пропорциональный углу поворота оси подвижного электрода. При взаимодействии вращающего и противодействующего моментов стрелка измерит, механизма поворачивается на угол, пропорциональный квадрату поданного на электроды напряжения. Шкала, градуируемая в единицах измеряемых величин, получается неравномерной, выполняется часто со световым указателем. Э. п. используют обычно для измерения напряжений переменного или постоянного тока, в т. ч. высокочастотных. Для этих приборов характерно малое потребление энергии и независимость показаний от частоты. Они подвержены влиянию внеш. электростатич. полей, к-рое ослабляется внутр. экранированием прибора. Э. п. выпускаются наивысшего класса точности 0,005. Лит.: Электрические измерения, под ред. Е. Г. Шрамкова, М., 1972.

Н. Н. Вострокнутов.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, реактивный двигатель, в к-ром рабочее тело, обычно щелочные металлы - цезий, рубидий, а также др. элементы - ртуть, аргон и т. п., сначала подвергается ионизации, а затем образовавшиеся ионы ускоряются в сильном электростатич. поле до скоростей в десятки и сотни км/сек. См. также Электрический ракетный двигатель.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ УСКОРИТЕЛЬ, один из типов высоковольтных ускорителей заряженных частиц, в к-ром источником высокого напряжения служит электростатич. генератор. См. Ускоритель высоковольтный.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ФЛЮКСМЕТР, прибор для измерения напряжённости электростатического поля. Его действие основано на связи между плотностью заряда о, индуцированного полем на проводнике, и напряжённостью электрич. поля Е, т. е. Е = 4ло. Различают статические Э. ф., в к-рых с помощью электрометра измеряется величина заряда, наведённая измеряемым полем на хорошо изолированный измерительный электрод (обычно плоскую пластину), и динамические Э. ф., в к-рых напряжённость поля у измерительного электрода всё время меняется за счёт перемещения дополнительного электрода. Ток или изменения потенциалов, создаваемые Э. ф. динамич. типа, являются мерой измеряемой напряжённости поля. С помощью Э. ф. удаётся измерять поля напряжённостью от 10-1 - 1 в*м-1до 106 - 107 кв*м-1, меняющиеся с частотой от 0 до 1000 гц.

Э. ф. широко используется в геофизике, технике, особенно для измерения быстро меняющихся величин на движущихся объектах (самолёты, ракеты и т. д.), в средах с большой влажностью (облака), с низкой проводимостью и т. д.

Лит.: Имянитов И. М., Приборы и методы для изучения электричества атмосферы, М., 1957; Ч а л м е р с Дж. А., Атмосферное электричество, пер. с англ., Л., 1974. И. М. Имянитов.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, электрич. поле неподвижных электрич. зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними. Как и переменное электрич. поле, Э. п. характеризуется напряжённостью электрич. поля Е: отношением силы, действующей на заряд, к величине заряда. Силовые линии напряжённости Э. п. не замкнуты: они начинаются на положит, зарядах и оканчиваются на отрицательных. В диэлектриках Э. п. характеризуется вектором электрич. индукции D (см. Индукция электрическая и магнитная). Вектор D удовлетворяет Гаусса теореме. Э. п. потенциально, т. е. работа этого поля по перемещению электрич. заряда между двумя точками не зависит от формы траектории; на замкнутом пути она равна нулю. Вследствие потенциальности Э. п. его можно характеризовать одной скалярной функцией - электростатич. потенциалом ф, связанным с вектором Е соотношением Е = -grad ф. Потенциал ф удовлетворяет Пуассона уравнению. В однородном диэлектрике Э. п. вследствие поляризации диэлектрика убывает в е раз, где е - диэлектрическая проницаемость. Внутри проводников Э. п. равно нулю; все точки поверхности проводника имеют один и тот же потенциал Ф. Если в проводнике есть полость, то

Э. п. в ней также равно нулю; на этом основана электростатич. защита электрич. приборов.

Лит. см. при ст. Электростатика.

ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР, генератор электрич. колебаний, назначение к-рого- леч. воздействие электрич. импульсами на сердце, мочевой пузырь и др. органы и ткани. Подробнее см. Стимуляторы электронные.

ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИЯ, лечебный метод дозированного воздействия электрич. током на к.-л. органы для стимуляции их деятельности. Подробнее см. Стимуляция электрическая.

ЭЛЕКТРОСТРИКЦИЯ (от электро-.. и лат. strictio - стягивание, сжимание), деформация диэлектриков в электрич. поле Е, пропорциональная квадрату напряжённости электрич. поля Е2и не зависящая от изменения направления поля Е на обратное. Э. обусловлена поляризацией диэлектриков в электрическом поле и имеет место у всех диэлектриков - твёрдых, жидких и газообразных. Для твёрдых диэлектриков Э. очень мала и не имеет практич. значения. Э. следует отличать от линейного по полю обратного пьезоэффекта, к-рый на неск. порядков больше Э. и может наблюдаться только в кристаллич. диэлектриках с определённой симметрией (см. Пьезоэлектричество). Иногда говорят о большой Э. у сегнетоэлектриков. В действительности, это обратный пьезоэффект, но из-за возможности изменения направления спонтанной поляризации доменов при изменении направления поля на противоположное деформация не зависит от направления поля.

В анизотропных кристаллах Э. можно описать зависимостью между 2 тензорами 2-го ранга - тензором квадрата напряжённости электрич. поля и тензором деформации:
30-08-1.jpg

Здесь Гц - компонента тензора деформации, ЕтЕп - составляющие электрич. поля. Коэфф. Rijназ. коэфф. Э. Число независимых коэфф. Э. зависит от симметрии кристаллов. Напр., для триклинных кристаллов тензоры Э. имеют 36 независимых коэфф. для изотропных диэлектриков - 2. Величина Rij ~ 10-14- 10-10. В поле Е ~ 300 в*см Гц ~ 10-6. В изотропных средах, в т. ч. в газах и в жидкостях, Э. наблюдается как изменение плотности под действием электрич. поля и описывается формулой:

&V/V = АЕ2(2)

где &V/V - относит, объёмная деформация, А - постоянная Э., равная:
30-08-2.jpg

Здесь (3 - сжимаемость, р - плотность, е - диэлектрич. проницаемость. Для ор-ганич. жидкостей (ксилол, толуол, нитробензол) А ~ 10-12.

Под действием переменного электрич. поля частоты ш диэлектрик в результате Э. колеблется с частотой 2ш, что характерно для квадратичных эффектов. Поэтому Э. может использоваться для преобразования электрич. колебаний в звуковые.

Лит.: Желудев И. С., Ф о т ч е н к о в А. А., Электрострикция линейных диэлектриков, "Кристаллография", 1958, т. 3, в. 3; Иона Ф., Ш и р а н е Д., Сегнетоэлектрические кристаллы, пер. с англ., М., 1965; Же л у дев И. С., Основы сегнетоэлектричества, М., 1973. И. С. Желудев.

ЭЛЕКТРОСУДОРОЖНАЯ ТЕРАПИЯ, электрошок, электроконвульсивная терапия, метод лечения психич. заболеваний посредством судорожных припадков, вызываемых электрич. раздражением мозга. Предложена в 1938 итал. врачами У. Черлетти и Л. Бини как разновидность т. н. судорожной терапии. Э. т. проводят при помощи спец. аппарата, к-рый позволяет дозировать как напряжение (от 60 до 120 в), так и длительность воздействия (десятые доли сек) электрич. тока, пропускаемого через головной мозг при наложении на голову электродов. Действие электрич. тока на головной мозг вызывает судорожный припадок, по миновании к-рого больной обычно засыпает. Механизм действия Э. т. остаётся недостаточно ясным; предполагается, что он сходен со стрессом. Э. т. проводят в виде курса (ежедневно или с интервалами в 2-3 дня). В связи с развитием психофармакологии Э. т. имеет огранич. применение, гл. обр. при затяжных депрессиях, когда психотропные средства неэффективны. Для предупреждения осложнений Э. т. (переломы костей, вывихи) используют релаксанты.

ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, реактивный двигатель, рабочее тело к-рого нагревается до высокой темп-ры с помощью электрич. дуги, омич. нагрева и др. методов, далее расширяется в сопле. Скорость истечения может достигать 20 км/сек. См. также Электрический ракетный двигатель.

ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ИНСТИТУТ, Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (ВНИИЭТО). Основан в 1961 на базе Особого конструкторского бюро "Электропечь". Находится в Москве; имеет отделения в Истре, Новосибирске и Харькове, производств, базу в Москве и опытный з-д в Истре. ВНИИЭТО - науч. центр электропечестроения в СССР; ведёт н.-и. и опытно-конструкторские работы по созданию всех видов электротермич. оборудования для термических и плавильных процессов, применяемого во всех отраслях нар. х-ва (машиностроение, металлургия, химия, электроника и др.), в т. ч. печей: дуговых сталеплавильных, руднотермических, плазменных, электроннолучевых, электрошлакового переплава, сопротивления и индукционных (включая вакуумные, с контролируемой атмосферой и прецизионные), а также оборудования для низкотемпературного нагрева (в т. ч. для с. х-ва), трубчатых нагревателей, приборов бытового электронагрева. Издаёт науч. труды -"Исследования в области промышленного электронагрева", имеет Учёный совет и аспирантуру. А. С. Бородачёв.

ЭЛЕКТРОТЕРМИЯ (от электро... и греч. therme - жар, тепло), прикладная наука о процессах преобразования электрич. энергии в тепловую; отрасль электротехники, осуществляющая проектирование, изготовление и эксплуатацию элек-тротермич. установок; отрасль энергетики, занимающаяся потреблением электрич. энергии для нагрева, плавки или отопления в пром-сти, на транспорте, в с. х-ве, медицине, воен. деле и в быту; совокупность электротехнологич. процессов с использованием теплового действия электрич. энергии в различных отраслях техники (в металлургии - электрометаллургия, в химии - плазмохимия, в машиностроении - высокочастотный нагрев, электротермообработка и т. д.). В Э. различают дуговой нагрев, индукционный нагрев, диэлектрический нагрев, электронный нагрев, нагрев по Джоуля-Ленца закону, нагрев в электролите, нагрев излучением оптич. квантового генератора (лазера).

Понятие "электротермические установки" (или "электротермическое оборудование") включает электрические печи, плазменные реакторы, электрич. нагре-ват. приборы коммунального и бытового назначения. Применение электрич. энергии для теплогенерации обеспечивает: возможность концентрации большой энергии в малых объёмах, следствием чего могут быть высокие темп-ры, недостижимые при др. способах теплогенерации; большие скорости нагрева и компактность электротермич. установок; возможность регулирования величины и распределения темп-ры в рабочем пространстве печи, что позволяет осуществлять равномерный нагрев в больших объёмах изделий (при прямом электронагреве) или избират. нагрев (под поверхностную закалку, для зонной плавки) и создаёт благоприятные условия для автоматизации теплового и технологич. процессов; возможность создания в рабочем пространстве электротермич. установок вакуума, что позволяет использовать давление как фактор регулирования технологич. процесса (вакуумные или компрессионные электрич. печи), применять контролируемые (инертные или защитные) атмосферы для защиты нагреваемых материалов и изделий от вредных воздействий воздуха (в частности, уменьшение угара); отсутствие дымовых газов (продуктов сгорания топлива), что позволяет увеличить коэфф. использования тепла, т. е. кпд электротермич. установок, и обусловливает чистоту их рабочего пространства; транспортабельность и простоту подачи электрич. энергии (по линиям электропередачи).

Развитие Э. сдерживают недостатки этого способа теплогенерации: более высокая стоимость эксплуатации электротермич. установок по сравнению с др. типами печей; большая стоимость электротермич. оборудования в изготовлении, комплектации и эксплуатации, а следовательно, в ряде случаев большие капитальные затраты, и более высокие требования к технич. культуре произ-ва, нередко также большой расход дорогих и дефицитных материалов на изготовление электротермич. оборудования; меньшие надёжность, долговечность и ремонтопригодность электротермич. установок; зависимость работы электротермич. установки от режима работы энергосистемы.

Электротермич. установки применяют: если технологич. процесс нельзя осуществить без Э. (в этом случае целесообразность определяется значением получаемой продукции для нар. х-ва); если можно получить продукцию более высокого качества (экономич. эффект зависит от того, насколько выгоды от улучшения свойств продукции компенсируют увеличение её стоимости); если улучшаются условия труда, повышается безопасность обслуживающего персонала; если достигается снижение себестоимости (благодаря более высокой производительности труда) или уменьшение капитальных затрат, включая затраты в смежных отраслях произ-ва.

На долю Э. приходится до 15% потребляемой пром-стыо электрич. энергии. На базе Э. созданы и развиваются произ-ва спец. сталей, ферросплавов, цветных и лёгких металлов и сплавов, твёрдых сплавов, редких металлов, карбида кальция, фосфора и др. продуктов; осуществляются обработка металлов давлением и термич. обработка; происходит электрификация быта.

Лит.: ЕгоровА. В., М о р ж и н А. ф.. Электрические печи для производства сталей, М., 1975; С в е н ч а н с к и и А. Д., Электрические промышленные печи, 2 изд., ч. 1, М,, 1975; История энергетической техники СССР, т. 2, М.- Л., 1957, с. 460-93; Раschkis V., Persson J., Industrial electric furnaces and appliances, 2 ed., N. Y.- L., 1960. А. В. Егоров, А. Ф. Моржын.

ЭЛЕКТРОТЕРМООБРАБОТКА, методы термической обработки металлов и их сплавов, при к-рых нагрев осуществляется электрич. током. Наибольшее распространение Э. (в отличие от пламенного нагрева) получила при поверхностной закалке в электролите и токами высокой частоты (ТВЧ). При закалке в электролите деталь помещают в ванну с электролитом; корпус ванны является анодом, деталь - катодом; при прохождении постоянного тока через электролит выделяется водород, к-рый осаждается на поверхности детали, что приводит к повышению электрич. сопротивления и, как результат, к нагреву изделия. После нагрева ток выключают, а деталь закаливают в самом электролите или в отд. (закалочном) баке. Преимущества закалки в электролите - простота, возможность нагревать отд. места детали, автоматизировать процесс. Недостатки - трудность регулирования темп-ры, низкая производительность, необходимость предохранения деталей от коррозии.

Поверхностная закалка токами высокой частоты даёт возможность получить на изделии твёрдый поверхностный слой при мягкой и вязкой сердцевине. Закалка изделия ТВЧ осуществляется с помощью индукционного нагрева в индукционной нагревательной установке. В зависимости от формы, размеров деталей и предъявляемых к ним требований различают: одновременный, непрерывно-последоват. и последоват. способы закалки. Преимущества обработки ТВЧ: высокая производительность и экономичность, более высокая по сравнению с другими методами твёрдость закалённой поверхности, высокая скорость нагрева, отсутствие окалины, возможность точного регулирования глубины закалённого слоя и автоматизации процесса, улучшение условий труда и др. Н. А. Шепелев.
 

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА (от электро... и техника), отрасль науки и техники, связанная с применением электрич. и магнитных явлений для преобразования энергии, получения и изменения хим. состава веществ, произ-ва и обработки материалов, передачи информации, охватывающая вопросы получения, преобразования и использования электрич. энергии в прак-тич. деятельности человека.

Историческая справка. Возникновению Э. предшествовал длит, период накопления знаний об электричестве и магнетизме, в течение к-рого были сделаны лишь отд. попытки применения электричества в медицине, а также для передачи сигналов. В 17-18 вв. исследованию природы электрич. явлений были поев, труды М. В. Ломоносова, Г. В. Рихмана, Б. Франклина, Ш. О. Кулона, П. Дивиша и др. Для становления Э. решающее значение имело появление периого источника непрерывного тока - вольтова столба (А. Вольта, 1800), а затем более совершенных гальванич. элементов, что позволило в 1-й трети 19 в. провести много-числ. исследования хим., тепловых, световых и магнитных явлений, вызываемых электрич. током (труды В. В. Петрова, X. К. Эрстеда, Д. Ф. Араго, М. Фарадея, Дж. Генри, А. М. Ампера, Г. С. Ома и др.). В этот период были заложены основы электродинамики, открыт важнейший закон электрич. цепи - Ома закон. Среди попыток практич. использования результатов этих достижений наиболее значительными были работы в телеграфии (электромагнитный телеграф П. Л. Шиллинга, 1832), в военном деле (гальваноударные мор. мины Б. С. Якоба, 1840-е гг.), в области электрич. измерений (индикатор электрич. тока, т, н. мультипликатор, австрийского учёного И. К. Швейгера, 1820). Открытие электромагнитной индукции (1831-32) предопределило появление электрических машин - двигателей и генераторов. Поскольку все первые потребители электроэнергии использовали постоянный ток (как наиболее изученный), первые электрич. машины были постоянного тока машинами. Исторически электродвигатели стали создаваться раньше электромашинных генераторов, т. к. в 1-й трети 19 в. гальванич. элементы как источники тока в большей или меньшей мере удовлетворяли требованиям практики. Период совершенствования конструкции электродвигателя - от лабораторных приборов, демонстрировавших возможность превращения электрич. энергии в механическую (установка Фарадея, 1821), до машин пром. типа - охватывает приблизительно 50 лет. В первых электродвигателях подвижная часть совершала возвратно-поступат. или качат. движение, а момент на валу двигателя был пульсирующим (напр., в двигателе Генри). Начиная с сер. 30-х гг. 19 в. стали строиться двигатели с вращающимся якорем, Таким электродвигателем, получившим практич. применение, был двигатель, разработанный Якоби (1834-38). Испытание этого двигателя, приводившего в движение "электрический бот", показало, с одной стороны, принципиальную возможность его практич. применения, а с другой - необходимость создания более экономичного по сравнению с гальванич. элементами источника электроэнергии. Таким источником стал электромашинный генератор, прообразом к-рого была униполярная машина Фарадея (1831). Первыми 'практически пригодными электромашинными генераторами были магнитоэлектрич. генераторы, в к-рых магнитное поле создавалось постоянными магнитами, а якорями служили массивные индуктивные катушки (Якоби, 1842). В 1851 нем. учёный В. Зинстеден предложил заменить постоянные магниты электромагнитами, катушки к-рых питались от самостоят, магнитоэлектрич. генераторов. Дальнейшее совершенствование конструкции электромашинного генератора связано с использованием для возбуждения обмотки электромагнита тока самого генератора. Такие генераторы с самовозбуждением были предложены почти одновременно дат. учёным С. Хиортом (1854), англ, инженерами К. и С. Варли (1867), А. Йедликом, Ч. Уитстоном, Э, В. Сименсом. Пром. произ-во генераторов было начато в 1870 в Париже после того, как 3. Т. Грамм впервые применил в генераторе с самовозбуждением кольцевой шихтованный якорь, принципиальная конструкция к-poro была предложена для электродвигателя в 1860 А. Пачинотти. Генератор Грамма работал не только в генераторном, но и в двигат. режиме, что положило начало практич. внедрению принципа обратимости электрич. машин (открытому Э. X. Ленцем, 1832-38) и позволило значительно расширить область использования электрич. машин. Последующее совершенствование машин постоянного тока шло по пути улучшения их конструктивных элементов - замена кольцевого якоря барабанным (Ф. Хефнер-Алътенек, 1873), усовершенствование шихтованных якорей (амер. изобретатель X. Максим, 1880). введение компенсац. обмотки (1884), дополнит, полюсов (1885) и др. К 80-м гг. 19 в. электрич. машины постоянного тока приобрели осн. конструктивные черты совр. машин. Их совершенствованию способствовало открытие закона о направлении индукционных токов (см. Ленца правило), обнаружение и исследование противоэдс (Якоби, 1840) и реакции якоря (Ленц, 1847), разработка методов расчёта электрич. цепей (Г. Р. Кирхгоф, 1847) и магнитных цепей (англ, учёный Дж. Гопкинсон, нач. 80-х гг.), изучение магнитных свойств железа (А. Г. Столетов, 1871) и др. К кон. 70-х гг. относятся работы Дж. К. Максвелла, сформулировавшего уравнения (см. Максвелла уравнения), являющиеся основой совр. учения об электромагнитном поле.

Наряду с электромашинными генераторами продолжали совершенствоваться хим. источники тока. Значит, шагом в этом направлении было изобретение свинцового аккумулятора (франц. физик Г. Планте, 1859). Усовершенствованная конструкция этого аккумулятора к 80-м гг. уже имела все осн. элементы совр. аккумуляторов.

Создание надёжных источников тока сделало возможным удовлетворение возросших потребностей в электрич. энергии для практич. целей. Дальнейшее развитие Э. связано с возникновением электротехнической промышленности и массовым распространением электрич. освещения, к-рое в 50-70-х гг. 19 в. заменило газовое. Идея применения электрической энергии для освещения была высказана Петровым в 1802 после открытия дуги электрической. Первыми электрич. источниками света были разнообразные дуговые угольные лампы, среди к-рых наиболее дг.пёвой и простой была •"свеча Яблочкова" (П. Н. Яблочков, 1876). В 1870-75 А. Н. Лодыгин разработал неск. типов ламп накаливания, усовершенствованных позднее Т. А. Эдисоном и получивших преимуществ, распространение к 90-м гг. 19 в. Достижения в создании и применении электрич. источников света оказали существ, влияние на становление и развитие светотехники. С распространением электрич. освещения связано создание электроэнергетич. систем. Уже в первых осветительных устройствах Яблочкова имелись все осн. элементы энергосистем: первичный двигатель, генератор, линия электропередачи, трансформатор, приёмник энергии.

Начало применению электроэнергии для технологич. целей положили ещё работы Якоби (1838), предложившего использовать электрич. ток для получения металлич. копий и для нанесения металлич. покрытий (см. Гальванотехника).

Но расширение области практич. использования электрич. энергии стало возможно лишь в 70-80-е гг. 19 в. с решением проблемы передачи электроэнергии на расстояние. В 1874 Ф. А. Пироцкий пришёл к выводу об экономич. целесообразности произ-ва электроэнергии в местах, где имеются дешёвые топливные или гидроэнергетич. ресурсы, с последующей передачей её к потребителю. В 1880-81 Д. А. Лачинов и М, Депре независимо друг от друга предложили для уменьшения потерь электроэнергии в линии электропередачи (ЛЭП) использовать ток высокого напряжения. Первая линия электропередачи на постоянном токе была построена Депре в 1882 между городами Мисбахом и Мюнхеном (длина линии 57 км, напряжение в ней 1,5-2 кв). Однако попытки осуществить электропередачу на постоянном токе оказались неэффективными, т. к., с одной стороны, технич. возможности получения постоянного тока высокого напряжения были ограничены, а с другой - было затруднено его потребление Поэтому наряду с использованием для передачи электроэнергии постоянного тока велись работы по применению в тех же целях однофазного переменного тока, напряжение к-рого можно было изменять (повышать и понижать) с помощью однофазного трансформатора. Создание пром. типа такого трансформатора (О. Блати, М. Дери, К. Циперновский, 1885, и др.) по существу решило проблему передачи электроэнергии. Однако широкое распространение однофазного переменного тока в пром-сти было невозможно из-за того, что однофазные электродвигатели не удовлетворяли требованиям пром. электропривода, и поэтому применение однофазного переменного тока ограничивалось лишь установками электрич. освещения.

В 70-80-е гг. 19 в. электроэнергию начали использовать в технологич. процессах: при получении алюминия, меди, цинка, высококачеств. сталей; для резки и сварки металлов; упрочнения деталей при термической обработке и т. д. В 1878 Сименс создал пром. конструкцию электроплавильной печи. Методы дуговой электросварки были предложены Н. Н. Бенардосом (1885) и Н. Г. Славяновым (1891).

К кон. 70-х гг. относятся также первые попытки использования электроэнергии на транспорте, когда Пироцкий провёл испытания вагона, на к-ром был установлен электрический тяговый двигатель. В 1879 Сименс построил опытную электрич. дорогу в Берлине. В 80-е гг. трамвайные линии были открыты во мн. городах Зап. Европы, а затем в Америке (США). В России первый трамвай был пущен в Киеве в 1892. В 90-е гг. электрич. тяга была применена и на подземных жел. дорогах (в 1890 в Лондонском метрополитене, в 1896 - в Будапештском), а затем на магистральных жел. дорогах.

В кон. 19 в. пром. использование электроэнергии превратилось в важнейшую комплексную технико-экономич. проблему - наряду с экономичной электропередачей необходимо было иметь электродвигатель, удовлетворяющий требованиям электропривода. Решение этой проблемы стало возможным после создания многофазных, в частности трёхфазных, систем (см. Трёхфазная цепь) переменного тока. Над этой проблемой работали ми. инженеры и учёные (Н. Тесла, амер. учёный Ч. Брэдли, нем. инж. Ф. Хазель-вандер и др.), но комплексное решение предложил в кон. 80-х гг. М. О. Доливо-Доброволъский, к-рый разработал ряд пром. конструкций трёхфазных асинхронных двигателей, трёхфазных трансформаторов, и в 1891 построил трёхфазную линию электропередачи Лауфен - Франкфурт (длина линии 170 км).

Современное состояние Э. Практич. применение трёхфазных систем положило начало совр. этапу развития Э., к-рый характеризуется растущей электрификацией пром-сти, с. х-ва, транспорта, сферы быта и др. Увеличение потребления электроэнергии обусловило стр-во мощных электростанций, электрич. сетей, создание новых и расширение действующих электроэнергетических систем. Стр-во мощных ЛЭП высокого напряжения привело к разработке разнообразного высоковольтного оборудования, электроизоляц. материалов, средств электроизмерит. и преобразовав техники и т. д., а также стимулировало улучшение конструкций электрич. машин и аппаратов, разработку методов анализа процессов в цепях переменного тока (работы Ч. П. Штейнмеца и др.). Совершенствование электро-технич. устройств способствовало формированию таких науч. дисциплин, как высоких напряжений техника, теория электрических цепей, теория электрич. машин, электропривод и др. Успехи Э. оказали существ, влияние на развитие радиотехники и электроники, телемеханики и автоматики, а также вычислительной техники и кибернетики.

Один из важных разделов Э.- электромеханика - охватывает вопросы преобразования энергии, практич. решение к-рых на широкой науч. основе потребовало разработки спец. методов, связанных с анализом и описанием процессов, протекающих именно в электротехнич. устройствах. Математич. описание таких процессов основано на решении уравнений Максвелла. При этом их дополняют уравнениями, описывающими конкретный процесс, или используют вариационные принципы механики. Так, на основе возможных перемещений принципа разработаны различные формализованные методы, среди к-рых наибольшее практич. применение при исследовании процессов, протекающих в электрич. системах, машинах и аппаратах, находят методы: исключения уравнений с периодич. коэффициентами для взаимно перемещающихся цепей; выбора наиболее целесообразных систем обобщённых координат; анализа переходных процессов в электрич. цепях; определения устойчивости работы нерегулируемых и регулируемых электрич. машин, связанных линиями электропередачи, и др. Значит, вклад в развитие этих методов сделали А. А. Горев, П. С. Жданов, С. А. Лебедев, амер. учёный Р. X. Парк, англ, учёные О. Хевисайд, Г. Крон и др. Их труды легли в основу математич. теории электрич. машин и открыли возможность для применения сложного математич. аппарата (тензорного исчисления, графов теории, теории матриц, операционного исчисления) при решении разнообразных прикладных задач, в частности связанных с изучением сложных электромеханич. систем, переходных электромеханич. и электромагнитных процессов. Использование тензорного исчисления привело к появлению такого приёма исследования, как диакоптика, при к-ром данные, характеризующие всю сложную систему (напр., электрич. цепь, содержащую сотни и тысячи узлов и ветвей), можно получать, рассматривая поведение её отд. частей. Особенно эффективным стало употребление формализов. методов в сочетании с машинным проектированием, являющимся одним из перспективных направлений при рассмотрении совр. задач электромеханики (в частности, задач синтеза, решаемых на основе алгебры логики и теории направленных графов). Формализов. методы используют при исследовании мн. проблемных задач Э., напр. таких, как изучение нелинейных цепей (а также возникающих в них гармонич. и субгармонич. колебаний), проводимое на основе методов анализа и синтеза, разработанных ранее для линейных цепей в трудах А. М. Ляпунова, Н. М. Крылова, Н. Н. Боголюбова, Л. И. Мандельштама, Н. Д. Папалекси, А. А. Андронова и др. Важное направление совр. Э.- разработка теоретич. и экспериментальных методов исследований, основывающихся на подобия теории, аналоговом и физ. моделировании, теории планирования эксперимента и позволяющих решать ряд принципиальных научно-технич. проблем Э. К ним, в частности, относятся вопросы совершенствования существуюших способов передачи электроэнергии и разработка новых. В круг этих вопросов входят: исследования процессов, протекающих в линиях электропередачи и преобразоват. устройствах; разработка и совершенствование управляемых элементов коммутац. аппаратуры; создание полупроводниковых преобразователей, способных эффективно работать в сочетании с электромеханич. устройствами (см. Преобразовательная техника), а также изучение возможности использования гиперпроводников и сверхпроводников в линиях электропередачи.

Большое практич. значение имеет разработка способов оптимального управления сложными электроэнергетич. системами и повышения их надёжности. Решение этих задач основывается на использовании методов моделирования и вероятности теории. Необходимое условие для повышения устойчивости и надёжности работы электроэнергетич. систем - создание мощных симметрирующих устройств, статич. регуляторов и др. аппаратуры, обеспечивающей оптимальные режимы работы систем.

Важные направления Э.- создание сложных электромагнитных полей с заданными свойствами, требующее разработки методов расчёта и моделирования электрич. н магнитных полей в ферромагнитных, плазменных и др. нелинейных и анизотропных средах, а также исследование и определение оптимальной конфигурации систем (в частности, сверхпроводящих), создающих сильные магнитные поля; разработка теории управления электромагнитными полями и методов синтеза систем, создающих эти поля.

Значительный интерес представляет изучение импульсных полей высокой интенсивности (см. Импульсная техника высоких напряжений), в т. ч. разработка методов анализа взаимодействия таких полей с веществом, исследование тепловых и электродинамич. процессов в электроэнергетич. устройствах предельных параметров. Результаты этих работ находят применение при создании магнито-проводов для сверхмощных трансформаторов электрических и реакторов электрических.

Теоретич. и эксперимент, методы Э. нашли своё развитие в ряде др. отраслей науки и техники, связанных, в частности, с исследованием свойств вещества (полупроводников, плазмы), с разработкой и созданием средств ядерной и лазерной техники, изучением явлений микромира и жизнедеятельности живых организмов, освоением космич. пространства.

Достижения Э. используются во всех сферах практич. деятельности человека - в пром-сти, с. х-ве, медицине, быту и т. д. Электротехническая промышленность выпускает машины и аппараты для произ-ва, передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии: разнообразную электротехнич. аппаратуру и технологич. оборудование; электроизмерит. приборы и средства электросвязи; регулирующую, контролирующую и управляющую аппаратуру для систем автоматич. управления; электробытовые приборы и машины, мед. и науч. оборудование и др.

Научные учреждения в организации, периодические издания. Большую роль в развитии Э. играют междунар. орг-ции: Междунар. электротехнич. комиссия (МЭК). Междунар. конференция по большим системам (СИГРЭ), Междунар. конференция по применению вычислит, методов в электротехнике (ПИИСИСИ), Междунар. орг-ция по электротехнике (Интерэлектро). Всемирная электротехнич. конференция (ВЭлК). Активное участие в работе этих opr-ций принимают сов. учёные. В СССР науч. исследования по Э. проводятся во Всесоюзном электротехнич. ин-те им. В. И. Ленина (ВЭИ, Москва), Гос. н.-и. энергетич. ин-те им. Г. М. Кржижановского (ЭНИН, Москва), Всесоюзном НИИ электромеханики (ВНИИЭМ, Москва), Всесоюзном НИИ электропривода (ВНИИЭ, Москва), Всесоюзном НИИ источников тока (ВНИИТ, Москва), Моск. энергетич. ин-те (МЭИ), Ленингр. электротехнич. ин-те (ЛЭТИ), во Всесоюзном НИИ электромашиностроения (Ленинград), НИИ постоянного тока (НИИПТ, Ленинград), а также во мн. науч. центрах др. городов Сов. Союза.

Вопросы Э. освещаются на страницах многочисл. периодич. изданий. В СССР издаются общесоюзные журналы "Элек-тричество", "Электротехника", "Электрические станции" и др.; за рубежом наиболее известны "EEI Bulletin" (N. Y., с 1933), "Energy International" (S. F., с 1963), "Revue cle i'energie" (P., с 1949), "Electrical Review" (L., с 1872).

Лит.: Основы электротехники, под ред. К. А. Круга, М.- Л., 1952; Крон Г., Применение тензорного анализа в электротехнике, пер. с англ.. М.- Л., 1955; История энергетической техники СССР, т. 1 - 2, М.- Л., 1957; История энергетической техники, 2 изд., М.- Л., I960; Уайт Д., By д сон Г., Электромеханическое преобразование энергии, пер. с англ., М.- Л., 1964; Поливанов К. М., Теоретические основы электротехники, 2 изд., ч. 1, 3, М., 1972 - 75; Ж у х о в и ц к н и Б. Я., Негневицкии И. Б., Теоретические основы электротехники, ч. 2, М.- Л., 1965; С е ш у С., Рид М. Б., Линейные графы и электрические цепи, пер. с англ., М., 1971; Мельников Н. А., Матричный метод анализа электрических цепей, 2 изд., М., 1972; Нейман Л. Р., Д-е м и р ч я н К. ,С., Теоретические основы электротехники, 2 изд., т. 1- 2, Л., 1975; Стеклов В. Ю., В. И. Ленин и электрификация, 2_изд., М., 1975; Веселовский О. Н., Шнейберг Я. А., Энергетическая техника и её развитие, М., 1976; Энергетика СССР в 1976 - 80 гг., под ред. А. М. Некрасова, М. Г. Первухина, М., 1977. В. А. Веников, Я. Л. Шнейберг

"ЭЛЕКТРОТЕХНИКА", ежемесячный научно-технич. журнал Мин-ва электротехнич. пром-сти СССР и Центр, правления научно-технич. об-ва энергетики и электротехнич. пром-сти. Издаётся в Москве. Осн. в 1930 (до сент. 1963 выходил под назв. "Вестник электропромышленности"). Освещает актуальные теоретич. и практич. вопросы электротехники, публикует материалы о новых разработках, методах расчёта и технологии произ-ва электрич. машин, оборудования и приборов. Тираж (1978) 13,5 тыс. экз.

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА, обширная группа используемых в пром-сти керамич. материалов (стеатитовая керамика, титановая керамика, пьезоэлектрическая керамика, электрофарфор), обладающих прочностью и необходимыми электротехнич. свойствами (большим удельным электрич. сопротивлением - объёмным и поверхностным, высокой электрич. прочностью, сравнительно небольшим тангенсом угла диэлектрич. потерь). В произ-ве керамики этого типа используются минеральное сырьё и др. исходные материалы высокого качества. Спекание производится в туннельных и конвейерных печах с автоматич. регулированием режима обжига. Среди разных типов Э. к. 1-е место по объёму выпуска занимает электрофарфор.

Лит.: Новая керамика, М., 1969; А в етиков В. Г., Зинько Э. И., Магнезиальная электротехническая керамика. М., 1973; Никулин Н. В., К о р т н е в В. В., Производство электрокерамических изделий, 3 изд., М., 1976.

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, отрасль пром-сти, производящая электротехнич. продукцию для произ-ва, передачи и потребления электрич. энергии. Возникла в 80-х гг. 19 в.; особенно быстро развивалась в Германии и США, где с самого начала была монополизирована крупнейшими пром. объединениями.

В дореволюц. России в кон. 19 в. были созданы филиалы ряда зарубежных компаний. Становление этой отрасли отечеств, пром-сти после Окт. революции 1917 связано с осуществлением ленинского плана ГОЭЛРО. В 1921 был образован 1-й в стране науч. электротехнич. центр - Гос. научно-экспериментальный электротехнич. ин-т (Всесоюзный электротехнич. ин-т им. В. И. Ленина). В 1924 Э. п. достигла уровня 1913.

В годы довоен. пятилеток (1929-40) Э. п. получила развитие в Ленинграде, Москве, Харькове. Номенклатура Э, п. включала все осн. виды силового и слаботочного оборудования. В начале Великой Отечеств, войны 1941-45 значит, часть предприятий перебазировалась в р-ны Поволжья, Урала, Сибири и Ср. Азии, где производилось электротехнич. оборудование для обороны страны. После войны Э. п. была восстановлена и развивалась быстрыми темпами. В 1948 объём произ-ва электротехнич. продукции достиг уровня 1940, а в 1955 превысил его в 8 раз. В эти годы крупные электротехнич. комплексы были созданы в Азерб.

ССР, Арм. ССР, БССР, Груз. ССР, Молд. ССР, Узб. ССР, УССР, в республиках Прибалтики, в р-нах Сибири и Поволжья, что позволило непрерывно увеличивать выпуск электрооборудования в стране (см. табл. 1).

Табл. 1.- Производство важнейших видов электротехнической продукции в СССР
 
Виды продукции 1940 1950 1960 1970 1976
Генераторы к турбинам, млн. квт... 0,5 0,9 7,9 10,6 16,6
Электромашины крупные, тыс. шт. ... 0,3 1,4 8,0 17,0 25,9
Электродвигатели переменного тока
мощностью свыше 100 квт, тыс. шт. ...
3,1 15,8 19,5 28,0 37,8
Электродвигатели переменного тока
мощностью от 0,25 до 100 квт, тыс. шт. ...
261 787 2850 5837 8513
Трансформаторы силовые, млн. кв*а 3,5 10,2 49,4 106 144

Э. п. выпускает силовое электротехнич. оборудование, технич. характеристики к-рого соответствуют мировому уровню развития науки и техники: двухполюсные турбогенераторы мощностью 800 Мвт', гидрогенераторы мощностью до 500 Мвт; высоковольтное оборудование на 750 кв; полупроводниковые преобразователи мощностью до 10 Мвт; рудо-термич. печи мощностью 72 Mв*а; электрич. машины всей номенклатуры и др.

В связи с быстрым ростом масштабов произ-ва и появлением новых технич. направлений из Э. п. выделились произ-во радиотехнич. оборудования, средств связи, электроизмерит. приборов, автотракторного электрооборудования.

Ведущие производств. объединения Э. п.- "Электросила", "Запорожтранс-форматор", "Динамо", "Уралэлектротяжмаш", "Светотехника", "Моска-бель", з-ды - Моск. электромеханич. им. Владимира Ильича, харьковские "Электротяжмаш" и электромеханический (ХЭМЗ), Новочеркасский электровозостроительный (НЭВЗ), ленингр. "Электрик", "Сибэлектротяжмаш". (Новосибирск).

Э. п. СССР - наукоёмкая отрасль пром-сти. Науч. базу Э. п. составляют различные н.-и., проектно-конструкторские и технологич. орг-ции, в т. ч. научно-технич. центры высоковольтного оборудования (ВЭИ им. В. И. Ленина), крупного электромашиностроения (ВНИИ-электромаш), трансформаторостроения (ВИТ), электротермич. оборудования (ВНИИЭТО), электросварочного оборудования (ВНИИЭСО), светотехнич. оборудования (ВНИСИ), кабельной промышленности (ВНИИКП) и др.

В 9-й пятилетке (1971-75) выпуск продукции по сравнению с 8-й пятилеткой (1966-70) увеличился в 1,5 раза, производительность труда возросла на 39% , освоено более 6 тыс. новых изделий, треть продукции отмечена Гос. знаком качества.

В десятой пятилетке (1976-80) осваивается выпуск уникального двухполюсного турбогенератора мощностью 1,2 Гвт, электрооборудования для сверхдальних линий электропередачи постоянного тока 1500 кв и переменного тока 1150 кв, электровозов мощностью св. 8000 квт, взрывозащищённого электрооборудования на напряжение 1140 кв и др.

Сотрудничество СССР с др. странами социализма в области Э. п. осуществляется на основе социалистич. интеграции. В короткие сроки увеличен выпуск осн. видов электрооборудования (см. табл. 2)м и удовлетворена потребность в нём стран - членов СЭВ. С 1974 Э. п. стран- членов СЭВ и СФРЮ координируется в рамках междунар. орг-ции по экономич. и научно-техннч. сотрудничеству Интерэлектро, что позволяет решать важные экономич. и научно-технич. проблемы в области Э. п.

Табл. 2. -Производство электрооборудования в странах - членах СЭВ.

Генераторы к паровым и газовым турбинам, Мвт.
 
1960 1965 1970 1975
Болгария... - - - -
Венгрия... 347 416 473 752
ГДР... 551 815 142 192
Польша... 177 425 1390 1290
Румыния... 51 26 81 834
ЧССР... 1023 776 1166 1248

Трансформаторы силовые, млн. кв*а
 
1960 1965 1970 1975
Болгария... 1,17 2,67 3,26 3,29
Венгрия... - 2,25 2,83 3,56
ГДР... 5,50 7,16 9,04 11,41
Польша... 3,04 5,46 8,74 13,93
Румыния... 1,58 4,13 8,77 15,97
ЧССР... 4,26 5,88 6,07 7,73
СССР оказывает технич. помощь в стр-ве предприятий электротехнич. профиля ряду развивающихся стран (Индия, Ирак и др.), а также экспортирует готовую электротехнич. продукцию во мн. страны мира.

Э. п. ведущих капиталистич. стран характеризуется высокой степенью монополизации и концентрации. Так, на долю 11 крупнейших электротехнич. компаний мира - "Дженерал электрик", "Вестингауз" (США), чСименс", "АЭГ-Теле-функен" (ФРГ), "Мацусита электрик индастриал", "Хитати", "Тосиба" (Япония), "Дженерал электрик" (Великобритания), "КЖЭ" (Франция), "АСЕА" (Швеция), "ВВС" (Швейцария) - приходится более 50% произ-ва электротехнич. продукции капиталистич. стран (см. также Электротехнические и электронные монополии). Произ-во силового электротехнич. оборудования растёт высокими темпами (см. табл. 3).

Табл. 3. - Производство важнейших видов электротехнического оборудования в США и ФРГ (в млн. долл. США по курсу 1973)
 
Страны 
Электрические машины (включая турбогенераторы)
Трансформаторы
Высоковольтное оборудование
1955        | 1965
1973
1955
1965
1973
1955
1965
1973
 

1823

 

2837

 

4820

 

665

 

921

 

1540

 

760

 

1299

 

2205

США...
ФРГ ... 347 771 1341 149 315 478 84 145 303

Лит.: Материалы XXV съезда КПСС, М., 1977; Развитие электротехники в СССР, М., 1962; Электротехническая промышленность СССР. [1917 - 1967 гг.], М., 1967.

Ю. А. Никитин.

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ СТАЛЬ, тонколистовая магнитно-мягкая сталь для магнитопроводов (сердечников) электротехнич. оборудования (трансформаторов, генераторов, электродвигателей, дросселей, стабилизаторов, реле и т. д.). В зависимости от требуемого уровня магнитных свойств Э. с. содержит различное кол-во кремния. В соответствии с технологией произ-ва Э. с. подразделяют на холоднокатаные (изотропные или анизотропные; до 3,3% Si) и горячекатаные (изотропные; до 4,5% Si); в качестве легирующей добавки Э. с. могут содержать до 0,5% А1. Иногда Э. с. условно разделяют на динамную (0,8-2,5% Si) и трансформаторную (3-4,5% Si). Э. с. выпускается в виде листов (часто в рулонах) и узкой ленты толщиной 0,05-1 мм. К Э. с. относится также чистое железо в виде листов или ленты толщиной 0,1-8 мм либо в виде сортового проката (круг или квадрат) различных размеров. Качество Э. с. характеризуется электромагнитными свойствами (удельными потерями, коэрцитивной силой и магнитной индукцией), изотропностью магнитных свойств (разницей в значениях магнитных свойств металла вдоль и поперёк направления прокатки), геом. размерами и качеством листов и полос, механич. свойствами, а также параметрами электроизоляц. покрытия. Снижение удельных потерь в стали обеспечивает уменьшение потерь энергии в магнитопроводах; повышение магнитной индукции стали позволяет уменьшить габариты магнитопроводов; снижение анизотропии магнитных свойств улучшает характеристики устройств с вращающимися магнитопроводами. Э. с. обычно поставляется в отожжённом состоянии. Широкое применение находят высококачеств. холоднокатаные Э. с., напр. Э. с. с ребровой текстурой, характеризующиеся пониженными удельными потерями (для листов толщиной 0,35 мм менее 1 вт/кг при индукции 1,5 тл и частоте 50 гц). Для снятия механич. напряжений, возникающих при изготовлении деталей магнитопроводов, проводят дополнит, кратковременный отжиг при 800-850 °С. Нек-рые Э. с. поставляются в неотожжённом виде; в этом случае для обеспечения заданного уровня магнитных свойств после механич. обработки необходимо проводить термич. обработку деталей.

Лит.: Д. у б р о в Н.Ф., Л а п к и н Н. И., Электротехнические стали, М., 1963; Дружинин В. В., Магнитные свойства электротехнической стали, 2 изд., М., 1974. А. Г. Петренко.

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ МОНОПОЛИИ капиталистических стран. Электротехнич. и электронная пром-сть капиталистич. стран относится к высокомонополизированным отраслям произ-ва. В США на предприятиях трёх Э. и э. м. сконцентрировано ок. 40% общего числа занятых в отрасли, 2 треста выпускают 80% всего электрооборудования в стране, 4 - св. 50% радиоэлектронной техники, 1 - ок. 80% ЭВМ и 1 - ок. 60% электроламп. В ФРГ два концерна контролируют почти 3/4 выпуска продукции отрасли, в Великобритании, Франции и Италии 3-4 монополии производят 50-70% всей продукции отрасли. Э. и э. м. входят в число крупнейших монополистич. объединений мира. В 1975 среди 50 ведущих пром. монополий было 8 Э. и э. м., оборот к-рых превышал 5 млрд. долл. Ведущее положение в отрасли занимают монополии США, превосходящие своих конкурентов по абсолютным размерам продаж и по выпуску продукции на одного занятого. Практически во всех крупных капиталистич. державах в число первых 3-5 электротехнич. и электронных компаний входят либо филиал амер. Э. и э. м., либо компания, крупный пакет акций к-рой принадлежит тресту США. Нац. монополии стран Зап. Европы и Японии связаны с амер. трестами лицензионными соглашениями. По масштабам деятельности с амер. компаниями могут равняться лишь ведущие монополии ФРГ и Японии, а также голл. "Филипс". Однако темпы роста продаж монополий в странах Зап. Европы и Японии в 1967-73 были существенно выше, чем в США: за эти годы продажи Э. и э. м. ФРГ, Нидерландов, Франции и Японии выросли в 3-4,5 раза, а монополий США - в 0,5-2 раза.

Деятельность Э. и э. м. характеризуется высокой степенью внешнеэкономич. экспансии, осн. орудием к-рой является массовый экспорт товаров, капитала и технологии. По масштабам производств, и торг, операций за пределами своих стран эти монополии стоят в одном ряду с ведущими транснац. корпорациями др. отраслей: Э. и э. м. имеют десятки производств, и сотни сбытовых и обслуживающих предприятий в др. странах и экспортируют 20-60% своей продукции, а также контролируют электротехнич. и электронную пром-сть мн. развивающихся стран.

Для Э. и э. м. свойственна как специализация в произ-ве одной или неск. крупных групп электротехнич. и электронной продукции (напр., слаботочного оборудования, ЭВМ и т. п.), так и широкая диверсификация произ-ва, во мн. случаях выходящая за пределы отрасли.

Монополии выпускают продукцию общего машиностроения ("Хитати", "Тосиба", "АЭГ-Телефункен"), химич. товары и металлы ("Дженерал электрик", "Филипс"), воен. технику, действуют в сферах услуг, связанных с их осн. деятельностью, напр, телевидение, радиовещание, связь, обслуживание ЭВМ, и не связанных с ней,- издательская деятельность, кредитование населения и т. п. ("ИТТ", "РКА", "Вестингауз электрик"). Э. и э. м. США, напр., контролируют две из трёх осн. телевиз. сетей страны. Э. и э. м. являются важнейшими составными частями финансово-монополистич. групп империалистич. стран.

"ИБМ" - крупнейший в мире продуцент ЭВМ, выпускает также конторское оборудование. Контролирует ок. 70% капиталистич. произ-ва ЭВМ н 50% продаж электрич. пишущих машинок в США, выступает 2-м в мире производителем копировального оборудования. В погоне за макс. сверхприбылью и в целях ограничения деятельности конкурентов "ИБМ" использует и укрепляет своё монопольное положение на рынке тем, что б. ч. выпускаемых ЭВМ сдаёт в аренду или эксплуатирует в своих вычислит, центрах. Является одной из самых прибыльных компаний мира. Имеет 24 завода в США и 26 в 13 др. странах, вычислит, центры и станции обслуживания более чем в 100 странах. Филиалы компании в ФРГ, Франции и Великобритании входят в число 35 крупнейших пром. компаний этих стран, на её зарубежные предприятия в 1975 приходилось 50,4% её продаж и 55,5% прибыли.

"Дженерал электрик" контролирует в США св. 20% производств, мощностей отрасли, 15% произ-ва тяжёлого электрооборудования, ок. 40% - ядерных реакторов и 60% - электроламп; 1-я по выпуску синтетич. алмазов в стране. Св. половины её продаж составляет пром. электротехнич. и энергосиловое оборудование. В 1976 имела 224 завода в США и св. 110 в 24 др. странах, на к-рые приходилось ок. '/4 объёма её произ-ва. Входит в группу Меллонов.

"ИТТ" специализируется на произ-ве слаботочного электронного оборудования, выпускает также пром. оборудование и воен. технику, контролирует важные межконтинент, линии связи, активно действует в сфере услуг (страхование, кре-

Основныепоказатели деятельности ведущих электротехнических и электронных монополий (1976), млрд. долл.
 
Наименование монополий
Год основания
Продажи
Чистая прибыль
Активы
Собственный капитал
Число занятых, тыс. человек
Монополии США "Иктернэшонал бизнес мэшпнс" ("ИБМ") ...
1911
16,3
2,4
17,7
12,7
292
"Дженерал электрик"...
1892
15,7
0,9
12,0
5,3
380
"Интернэшонал телефон энд телеграф" ("ИТТ") ...
1920
11,8
0,5
11,1
4,6
375
"Уэстерн электрик" ...
1915
6,9
0,2
5,2
3,3
151
"Вестингауз электрик"...
1886
6,1
0,2
5,3
2,1
161
"Рейдио корпорейшенов Америка" ("РКА") ...
1919
5,3
0,2
3,8
1,3
110
Монополии других стран "Филипслуила.чпенфабрикен", Нидерланды ...
1891
11,5
0,21
12,2
4,1
392
"Сименс", ФРГ ...
1847
8,1
0,2
8,2
2,4
304
"Хитати", Япония ...
1910
6,7
0,2
8,4
2,0
143
"АЭГ-Телефункен", ФРГ
1883
5,4
0,2
3,7
0,6
162
"Мацуснта электрик индастриал", Япония ...
1918
5.7
0,2
5,1
2,1
83

дитные операции и т. д.)- Её предприятия вне США, на к-рых занято св. 150 тыс. чел., дают ей ок. 50% всей прибыли. чИТТ" - ведущая монополия на рынках бытовой электронной аппаратуры и оборудования связи в Зап. Европе, где она контролирует св. 60% произ-ва телефонного оборудования. Входит в финанс. группу Рокфеллеров.

Крупнейшая Э. и э. м. Зап. Европы - •"Филипс", контрольный пакет акций к-рой (55%) принадлежит голл. капиталу; в ней участвуют также швейц., франц., западногерм. и амер. капитал. По доле заграничных операций в деятельности компании она относится к ведущим транснац. корпорациям; на её предприятиях лочти в 50 странах работает св. 390 тыс. чел. Монополизировала рынок электро-и радиотоваров в Нидерландах и занимает 1-е место в Зап. Европе по выпуску электроламп.

Ок. 1/з продаж концерна "Сименс" приходится на энергосиловое оборудование. "Сименс" выпускает также электро-технич. и электронное, в т. ч. мед. и воен., оборудование, участвует в атомной пром-сти страны и имеет заводы почти в 25 др. странах. Входит в финанс. группу Немецкого банка.

Ведущая по выпуску слаботочного оборудования в США Э. и э. м. "Уэстерн электрик" - дочерняя компания крупнейшей монополии в области телефонной связи "Америкой телефон энд телеграф компании, к-рой она поставляет ок. 90% своей продукции. Контролируется Меллонами и Рокфеллерами.

Японская "Хитати" выпускает тяжёлое, бытовое и пром. электрооборудование, оборудование связи, электронную технику. Является одной из ведущих монополий в стране по стр-ву ядерных реакторов. Св. 15% своей продукции экспортирует. Имеет св. 100 заводов в Японии. Связана с финанс. группами Фудзи и Санва.

Основа производств, программы "Вестингауз электрик" - пром. электрооборудование и энергосиловое оборудование, на к-рые приходится св. 2/з её продаж. Производит ок. 40% всех ядерных реакторов в США, выпускает воен. технику, эксплуатирует радио- и телевизионные станции. "Вестингауз электрик" имеет 111 заводов в США и 121 - в других странах (1976). Контролируется Меллонами.

Западногерм. "АЭГ-Телефункен" выпускает почти все виды электротехнич. и радиоэлектронной продукции, энергосиловое, в т. ч. пром. и транспортное, оборудование, ядерные реакторы. В 1-й пол. 70-х гг. в результате острой конкурентной борьбы на рынке ЭВМ и радиоэлектроники позиции монополии ухудшились - 1974 и 1975 она закончила с убытком. Входит в финанс. группу Немецкого банка.

"Рейдио корпорейшен оф Америка" {"РКА") - крупнейшая в радиоэлектронной пром-сти капиталистич. мира монополия США. Имеет св. 30 заводов и 400 радио- и телевиз. станций. Входит в сферу влияния финанс. групп Рокфеллеров, Лименов и Лазарев.

"Мацусита электрик индастриал" специализируется на произ-ве электро-, радио- и телевиз. аппаратуры. Имеет 135 заводов в Японии и 29 в 22 др. странах (1976). Вне Японии реализует ок. 20% своей продукции. Связана с финанс. группой Сумитомо. И. А. Агаянц.

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ ИНСТИТУТЫ в СССР, высшие учебные заведения для подготовки специалистов в области электротехники, электромеханики, электроэнергетики для различных отраслей нар. х-ва, связанных с практич. применением электрич. явлений. В 1978 в стране было 2 таких спец. ин-та. Старейшим из них является Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина). Новосибирский Э. и. (осн. в 1950) имеет ф-ты: радиотехнич., автоматики и вычислит, техники, автоматизир. систем управления, электронной техники, физико-технич., электромеханич., электроэнергетич., машиностроения, монтажно-электротехнич., самолётостроения; вечернее, заочное и подготовит, отделения. Срок обучения в Э. и. 5-6 лет. Подготовка инженеров-электротехников ведётся также на ф-тах др. высших технич. уч. заведений. См. Энергетическое и электротехническое образование, Техническое образование.

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Всесоюзный и м. В. И. Л е н и н а (В Э И), находится в Москве, в ведении Мин-ва электротехнич. пром-сти СССР. Осн. в 1921 под назв. "Гос. экспериментальный электротехнич. ин-т" (совр. назв. с 1927). Ин-т осуществляет н.-и. и опытно-конструкторские работы в области техники высоких напряжений, высоковольтной коммутац. аппаратуры, передачи энергии постоянным током высокого напряжения, полупроводниковых приборов, средств автоматич. регулирования в энергосистемах. В составе ин-та отделения (в гг. Тольятти, Истре, Ереване, Минусинске, Волжском, Белой Церкви), опытный завод. В ин-те работали С. И. Вавилов, Б. А. Введенский, В. И. Векслер, К. А. Круг (первый директор), Г. С. Ландсберг, С. А. Лебедев, В. И. Попков, К. И. Шенфер, М. В. Шулейкин и мн. другие. Ин-т имеет очную и заочную аспирантуру. Учёному совету предоставлено право приёма к защите докторских и кандидатских диссертаций. Издаёт " Труды ВЭИ" (с 1924). Награждён орденом Ленина (1947) и орденом Октябрьской Революции (1971).

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТЕКЛО, стекло, обладающее определёнными электрическими свойствами и применяемое в электротехнике и электронике в качестве изоляц. и конструкц. материалов.

Электроизол я ц и о н н о е стекло применяют для изготовления изоляторов линий электропередач, герметичных вводов и разъёмов, конденсаторов; стеклянную ткань и стеклопластики - для изоляции деталей электрич. машин и устройств. В тонкой (2-5 мкм) стеклянной изоляции выпускается микропровод. Для электроизоляции используют бесщелочные и малощелочные алюмосиликатные стёкла, обладающие высокими электросопротивлением и влагостойкостью, электрич. и термич. прочностью.

Электровакуумное стекло - осн. конструкц. материал в электровакуумном приборостроении и произ-ве источников света. Из него изготовляют электронные лампы, электроннолучевые и рентгеновские трубки, фотоумножители, счётчики частиц, лампы накаливания, газоразрядные лампы, галогенные лампы, импульсные источники света и т. д. Из электровакуумного стекла делают оболочки, держатели и изоляторы электродов ("ножки"), а также герметичные выводы электровакуумных и полупроводниковых приборов с металлич. корпусом. Электровакуумные стёкла должны иметь высокие диэлектрич. характеристики и (во избежание растрескивания спаев) согласованный с металлами (или стёклами) коэфф. теплового расширения (КТР) а. По значению КТР и, следовательно, возможности спаивания с соответствующими металлами электровакуумные стёкла разделяют на след. осн. группы (а*107, град -1): кварцевая (6-10), вольфрамовая (37-40), молибденовая (47-50), титановая (72-75), платинитовая (84-92), железная (110- 120).

Для спаивания металлов и стёкол со значительной разницей в КТР (напр., кварцевого стекла) используют последовательные спаи из неск. стёкол с небольшими отличиями в КТР (переходные стёкла) или спец. переходы. В отечеств, классификации электровакуумных стёкол значение КТР указывается в марке стекла (напр., стекло С49-2 имеет а = = 49-10~7 град ~4). В качестве электровакуумных стёкол используют бромсили-катные, алюмосиликатные, щелочные и бесщелочные стёкла, содержащие окислы щёлочноземельных металлов, свинца и др. Для изготовления мощных источников света применяют кварцевое и высококремнезёмное (кварцоидное) стёкла (94- 96% SiО2).

В микроэлектронике тонкие (1-50 мкм) стеклянные плёнки используют для межслойной изоляции, бескорпусной защиты интегральных схем, герметизации их корпусов и т. д. Для получения тонких плёнок применяют легкоплавкие бесщелочные боратные и боросиликатные стёкла. Из стёкол изготовляют нек-рые типы корпусов интегральных схем.

Лит.: Справочник по производству стекла, под ред. И. И. Китайгородского и С. И. Сильвестровича, т. 1, М., 1963; Р оус Б., Стекло в электронике, пер. с чеш., М., 1969; Цимберов А. И., Штерн А. В., Стеклянные изоляторы, М., 1973.

В. М. Шелюбский.

ЭЛЕКТРОТОН (от электро... и греч. tonos - напряжение), изменение состояния нерва, мышцы и др. возбудимых тканей, подвергаемых воздействию постоянного электрич. тока. Впервые обнаружен в 1859 нем. физиологом Э. Пфлюгером, к-рый показал, что при замыкании тока подпороговой силы в области приложения анода возбудимость понижается (анэлектротон), а в области катода - повышается (катэлектротон). При постепенном повышении силы тока его замыкание приводит к появлению в области катода потенциала действия, но в области анода снижение возбудимости может привести к блоку проведения. Рус. физиолог Б. Ф. Вериго (1883, 1888), существенно дополнивший данные Пфлю-гера, установил, что при длительном действии тока начальное "катэлектротоническое" повышение возбудимости сменяется "католической депрессией", т. е. снижением возбудимости, а в области анода снижение возбудимости переходит в чанодическую экзальтацию". Э. способен распространяться вдоль нервной или мышечной клеток (периэлектротон). Природа первичных (при кратковременном действии тока) и вторичных (при его длительном действии) электротонич. изменений возбудимости и проводимости различна. Первичные катэлектротон и анэлектротон объясняются сдвигами мембранного потенциала возбудимой клетки соответственно ближе или дальше от критич. уровня, при к-ром начинает генерироваться потенциал действия (см. Биоэлектрические потенциалы, Поляризация биоэлектрическая). Вторичные электротонич. явления связаны с воздействием на процессы инактивации натриевой проницаемости и активации калиевой проницаемости мембраны возбудимой клетки (см. Мембранная теория возбуждения). Явления Э., участвуя в механизмах, формирующих работу нервной системы, играют важную роль в распространении импульсов по нервным сетям. Изучение Э. привело к разработке приёмов раздражения двигательного аппарата человека, к-рые используются при электродиагностике заболеваний перифе-рич. нервной и мышечной систем.

Л. Г. Магазаник.

ЭЛЕКТРОТРАВМА (от электро... и травма), болезненное состояние организма, вызванное воздействием электрич. тока (в быту, на произ-ве, а также при поражении молнией). Тяжесть Э. зависит от параметров тока и длительности его воздействия. При силе тока до 10 ма возникают лишь неприятные ощущения, в более тяжёлых случаях - непроизвольное сокращение мышц в области контакта с проводником тока (напр., мышц верх, конечности); при силе тока в 15 ма сокращения мышц настолько сильны, что не позволяют разжать пальцы, схватившие проводник (т. н. неотпускающий ток); при 25 ма и более возникают судороги всех мышц тела (в т. ч. и дыхательных, что создаёт угрозу смерти от удушья), нарушения деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем, потеря сознания, клинич. смерть, что требует применения реанимационных мер. Переменный ток порядка 100 ма воздействует непосредственно на миокард, вызывая фибрилляцию сердца, при к-рой для восстановления ритмичных сокращений сердца применяют дефибриллятор. Переменный ток напряжением до 450- 500 в более опасен, чем постоянный; при более высоком напряжении постоянный ток опаснее переменного. При действии тока напряжением выше 350 в возникают местные изменения - электроожоги 3-й и 4-Й степени (см. Ожог) в местах входа и выхода тока; по протяжению они различны: от точечных "меток" до обугливания конечности.

Судьба пострадавшего зависит от своевременности оказания первой помощи, к-рая включает быстрое освобождение его от действия тока, в тяжёлых случаях - искусств, дыхание и массаж сердца через грудную клетку. После Э. необходима госпитализация для лечения электроожогов и нервно-сосудистых нарушений. Профилактика Э.: строгое соблюдение правил техники безопасности при монтаже, эксплуатации и ремонте электроустановок.

Лит.: Береэнева В. И., Электротравма, электроожоги и их лечение, Л., 1964. В. Ф. Пожариский.

ЭЛЕКТРОУГЛИ, город (с 1956) в Ногинском р-не Московской обл. РСФСР. Ж.-д. станция в 35 км к В. от Москвы. 18 тыс. жит. (1974). Объединение "Электроугли", комбинат керамических изделий, з-д "Техуглерод". Вечерний индустриальный и машиностроительный техникумы.

ЭЛЕКТРОФАРФОР, диэлектрик, используемый для высоко- и низковольтных линий электропередач и в произ-ве разнообразного электротехнич. оборудования; разновидность электротехнической керамики. Технология Э. (см. Фарфор) позволяет изготовлять прессованием, пластич. формованием и отливкой изделия разнообразной формы размером от неск. мм до 2-3 м. Наряду с полевошпатовым Э. (осн. вид Э.) выпускаются глинозёмный, цирконовый и ашаритовый Э. Характеристики Э. зависят от фазового состава (содержания кварца, муллита, корунда, циркона и стекловидной фазы): предел прочности при статич. изгибе 60-140 Мн/м2 (600- 1400 кгс/см2); электрич. прочность при 500 гц 28-40 кв/мм, удельное объёмное электрич. сопротивление при 20 °С 1*10'°-3,74*1012ом-м, диэлектрич. проницаемость при 50 гц 6,3-8,2. Высокие требования к Э. обусловливают использование для его произ-ва лишь чистого и стабильного по составу керамич. сырья (каолинов, глин, кварцевого песка, циркона и др.).

ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЯ, раздел физиологии, изучающий различные электрич. явления в живых тканях организма (биоэлектрич. потенциалы), а также механизм действия на них электрич. тока. Первые науч. сведения о "животном электричестве" были получены в 1791 Л. Галъвани. Он обнаружил, что замыкание металлич. проводником оголённых нерва и мышцы лягушки сопровождается сокращением последней, и истолковал этот факт как результат действия возникающего в живой ткани электричества. Этот опыт вызвал возражения А. Вольты, к-рый указал, что раздражение мышцы может быть связано с появлением электричества в состоящей из разнородных металлов внешней цепи. Гальвани воспроизвёл также сокращение мышцы без участия металлич. проводника (путём прикосновения повреждённого участка нерва к мышце) и с несомненностью показал, что источником электричества является живая ткань. В 1797 опыты Гальвани подтвердил нем. учёный А. Гумбольдт. Итал. физиолог К. Маттеуччи в 1837 доказал наличие разности электрич. потенциалов между повреждённой и неповреждённой частями мышцы. Он обнаружил также, что мышца при её сокращении создаёт электрич. ток, достаточный для раздражения др. нервно-мышечного соединения. Э. Дюбуа-Реймон при помощи более совершенной методики в 1848 подтвердил, что повреждение мышцы или нерва всегда сопровождается появлением разности потенциалов, уменьшающейся при возбуждении. Тем самым был открыт потенциал действия ("отрицательное колебание", по терминологии того времени) - один из осн. видов электрич. процессов в возбудимых тканях. Дальнейшее развитие Э. было предопределено созданием технич. средств для регистрации слабых и кратковременных электрич. колебаний. В 1888 нем. физиолог Ю. Бернштейн предложил т. н. дифференциальный реотом для изучения токов действия в живых тканях, к-рым определил скрытый период, время нарастания и спада потенциала действия. После изобретения капиллярного электрометра, применяемого для измерения малых эдс, такие исследования были повторены более точно франц. учёным Э. Ж. Мареем (1875) на сердце и

А. Ф. Самойловым (1908) на скелетной мышце. Н. Е. Введенский (1884) применил телефон для прослушивания потенциалов действия. Важную роль в развитии Э. сыграл сов. физиолог В. Ю. Чаговец, впервые применивший в 1896 теорию электролитич. диссоциации для объяснения механизма появления электрич. потенциалов в живых тканях. Бернштейн сформулировал в 1902 осн. положения мембранной теории возбуждения, развитые позднее англ, учёными П. Бойлом и Э. Конуэем (1941), А. Ходжкином, Б. Кацем и А. Хаксли (1949). В нач. 20 в. для электрофизиол. исследований был использован струнный гальванометр, позволивший в значит, мере преодолеть инерционность др. регистрирующих приборов; с егопомощью В. Эйнтховен и Самойлов получили подробные характеристики электрич. процессов в различных живых тканях. Неискажённая регистрация любых форм биоэлектрич. потенциалов стала возможной лишь с введением в практику Э. (30-40-е гг. 20 в.) электронных усилителей и осциллографов (Г. Бишоп, Дж. Эрлангер и Г. Гассер, США), составляющих основу электрофизиол. техники. Использование электронной техники позволило осуществить отведение электрич. потенциалов не только от поверхности живых тканей, но и из глубины при помощи погружаемых электродов (регистрация электрич. активности отд. клеток и внутриклеточное отведение). Позднее в Э. стала широко использоваться также электронно-вычислит. техника, позволяющая выделять очень слабые электрич. сигналы на фоне шумов, проводить автоматич. статистич. обработку большого кол-ва электрофизиол. данных, моделировать электрофизиол. процессы и т. д. Значит, вклад в развитие Э. внесли также рус. и сов. физиологи - И. Г. Тарханов, Б. Ф. Вериго, В. Я. Данилевский, Д. С. Воронцов, А. Б. Коган, П. Г. Костюк, М.Н. Ливанов и др.

Электрофизиол. метод регистрации электрич. потенциалов, возникающих во время активных физиол. функций во всех без исключения живых тканях,- наиболее удобный и точный метод исследования этих процессов, измерения их временных характеристик и пространств, распределения, т. к. электрич. потенциалы лежат в основе механизма генерации таких процессов, как возбуждение, торможение, секреция. Вместе с тем электрич. ток - наиболее универсальный раздражитель для живых структур; хим., механич. и др. раздражители при действии на ткани также трансформируются на клеточных мембранах в электрич. изменения. Поэтому электрофизиол. методы широко используются во всех разделах физиологии для вызова и регистрации деятельности различных органов и систем. Соответственно они широко применяются также в патофизиол. исследованиях и в клинич. практике для определения функцион. нарушений жизненных функций. Диагностич. значение приобрели различные электрофизиол. методы - электрокардиография, электроэнцефалография , электромиогра-фия, электроретгшография, электродермография (регистрация изменений электрич. потенциалов кожи) и др.

Осн. проблемы совр. Э.: изучение физико-хим. процессов на клеточной мембране, приводящих к появлению электрич. потенциалов, и их изменение во

время активных физиол. процессов (см. Биоэлектрические потенциалы, Возбуждение, Торможение, Импульс нервный), а также биохим. процессов, поставляющих энергию для переноса ионов через мембрану и создания ионных градиентов - основы генерации таких потенциалов; исследование мол. структуры мембранных каналов, к-рые избирательно пропускают через мембрану те или иные ионы и тем самым создают различные формы активных клеточных реакций; моделирование биоэлектрич. явлений на искусств, мембранах. См. также ст. Физиология.

Лит.: Гальвани А., Вольта А., Избранные работы о животном электричестве, М.- Л., 1937; Брейзье М., Электрическая активность нервной системы, пер. с англ., М., 1955; Беритов И. С., Общая физиология мышечной и'нервной системы, 3 изд., т. 1 - 2, М., 1959 - 66; Воронцов Д. С., Общая электрофизиология, М., 1961; X о д ж к и н А.,'Нервный импульс, пер. с англ., М., 1965; Кат ц Б., Нерв, мышца и синапс, пер. с англ., М., 1968; Ходоров Б. И., Общая физиология возбудимых мембран,' М., 1975 (Руководство по физиологии); КостюкП. Г., Физиология центральной нервной системы, 2 изд., К., 1977; Erlanger J., G a s s e r H. S., Electrical signs of nervous activity, Phil., 1937; Schaefer H., Elektrophy-siologie, Bd 1 - 2, W., 1940 - 42; Hubbard J., Llinas R., Quastel D., Electrophysiological analysis of synaptic transmission, L., 1969 П. Г. Костюк.

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ, общее назв. методов обработки конструкционных материалов непосредственно электрич. током, электролизом и их сочетанием с механич. воздействием. В Э. и э. м. о. включают также методы ультразвуковые, плазменные и ряд др. методов. С разработкой и внедрением в произ-во этих методов сделан принципиально новый шаг в технологии обработки материалов - электрич. энергия из вспомогат. средства при механич. обработке (осуществление движения заготовки, инструмента) стала рабочим агентом. Всё более широкое использование Э. и э. м. о. в пром-сти обусловлено их высокой производительностью, возможностью выполнять технологии. операции, недоступные механич. методам обработки. Э. и э. м. о. весьма разнообразны и условно их можно разделить на электро-физич. (электроэрозионные, электромеханич., лучевые), электрохимич. и комбинированные (рис. 1).

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ Электроэрозионная обработка основана на вырывании частиц материала с поверхности импульсом электрич. разряда. Если задано напряжение (расстояние) между электродами, погружёнными в жидкий диэлектрик, то при их сближении (увеличении напряжения) происходит пробой диэлектрика - возникает электрич. разряд, в канале к-рого образуется плазма с высокой темп-рой.

Т. к. длительность используемых в данном методе обработки электрич. импульсов не превышает 10-2сек, выделяющееся тепло не успевает распространиться в глубь материала и даже незначит. энергии оказывается достаточно, чтобы разогреть, расплавить и испарить небольшое кол-во вещества. Кроме того, давление, развиваемое частицами плазмы при ударе об электрод, способствует выбросу (эрозии) не только расплавленного, но и просто разогретого вещества. Поскольку электрич. пробой, как правило, происходит по кратчайшему пути, то прежде всего разрушаются наиболее близко располож. участки электродов. Т. о., при приближении одного электрода заданной формы (инструмента) к другому (заготовке) поверхность последнего примет форму поверхности первого (рис. 2).

Производительность процесса, качество получаемой поверхности в осн. определяются параметрами электрич. импульсов (их длительностью, частотой следования, энергией в импульсе). Электроэрозионный метод обработки объединил электроискровой и электроимпульсный методы. Электроискровая обработка была предложена сов. учёными Н. И. и Б. Р. Лазаренко в 1943. Она основана на использовании искрового разряда. При этом в канале разряда темп-pa достигает 10 000 °С, развиваются значит, гидродинамич. силы, но сами импульсы относительно короткие и, следовательно, содержат мало энергии, поэтому воздействие каждого импульса на поверхность материала невелико. Метод позволяет получить хорошую поверхность, но не обладает достаточной производительностью. Кроме того, при этом методе износ инструмента относительно велик (достигает 100% от объёма снятого материала). Метод используется в основном при прецизионной обработке небольших деталей, мелких отверстий, вырезке контуров твердосплавных штампов проволочным электродом (см. ниже).

Электро импульсная обработка основана на использовании импульсов дугового разряда. Предложена сов. специалистом М. М. Писаревским в 1948. Этот метод стал внедряться в пром-сть в нач. 1950-х гг. В отличие от искрового, дуговой разряд имеет темп-ру плазмы ниже (4000-5000 °С), что позволяет увеличивать длительность импульсов, уменьшать промежутки между ними и т. о. вводить в зону обработки значит, мощности (неск. десятков квт), т. е. увеличивать производительность обработки. Характерное для дугового разряда преим. разрушение катода приводит к тому, что износ инструмента (в этом случае он подключается к аноду) ниже, чем при электроискровой обработке, составляя 0,05-0,3% от объёма снятого материала (иногда инструмент вообще не изнашивается). Более экономичный электроимпульсный метод используется в осн. для черновой обработки и для трёхкоординатной обработки фасонных поверхностей. Оба метода (электронскровой и электроимпульсный) дополняют друг друга.

Электроэрозионные методы особенно эффективны при обработке твёрдых материалов и сложных фасонных изделий. При обработке твёрдых материалов механич. способами большое значение приобретает износ инструмента. Преимущество электроэрозионных методов (как и вообще всех Э. и э. м. о.) состоит в том, что для изготовления инструмента используются более дешёвые, легко обрабатываемые материалы. Часто при этом износ инструментов незначителен. Напр., при изготовлении нек-рых типов штампов механич. способами более 50% технологич. стоимости обработки составляет стоимость используемого инструмента. При обработке этих же штампов электроэрознойными методами стоимость инструмента не превышает 3,5%. Условно технологии, приёмы электроэрозионной обработки можно разделить на прошивание и копирование. Прошиванием удаётся получать отверстия диаметром менее 0,3 мм, что невозможно сделать механич. методами. В этом случае инструментом служит тонкая проволочка. Этот приём на 20-70% сократил затраты на изготовление отверстий в фильерах, в т. ч. алмазных. Более того, электроэрозионные методы позволяют изготовлять спиральные отверстия. При копировании получила распространение обработка ленточным электродом (рис. 3). Лента, перематываясь с катушки на катушку, огибает копир, повторяющий форму зуба. На грубых режимах лента "прорезает" заготовку на требуемую глубину, после чего вращением заготовки щель расширяется на нужную ширину. Более распространена обработка проволочным электродом (лента заменяется проволокой). Этим способом, напр., можно получать из единого куска материала одновременно пуансон и матрицу штампа, причём их соответствие практически идеально. Возможности электроэрозионной обработки при изготовлении деталей сложной формы видны из рис. 4. Другие её разновидности: размерная обработка, упрочнение инструмента, получение порошков для порошковой металлургии и др. См. также Вихрвкопировальная обработка. Первый в мире сов. электроэрозионный (электроискровой) станок был предназначен для удаления застрявшего в детали сломанного инструмента (1943). С тех пор в СССР и за рубежом выпущено большое число разнообразных по назначению, производительности и конструкции электроэрозионных станков. По назначению (как и металлорежущие станки) различают станки универсальные, специализированные (см.,напр., рис. 5) и специальные, по требуемой точности обработки - общего назначения, повыш. точности, прецизионные. Общими для всех электроэрозионных станков узлами являются устройство для крепления и перемещения инструмента (заготовки), гидросистема, устройство для автоматич. регулирования межэлектродного промежутка (между заготовкой и инструментом). Генераторы соответствующих импульсов (искровых или дуговых) изготовляются, как правило, отдельно и могут работать с различными станками. Осн. отличия устройств для перемещения инструмента (заготовки) в электроэрозионных станках от таковых в металлорежущих станках - отсутствие значит, силовых нагрузок и наличие электрич. изоляции между электродами. Гидросистема состоит из ванны с рабочей жидкостью (технич. масла, керосин и т. п.), гидронасоса для прокачивания жидкости через межэлектродный промежуток и фильтров для очистки жидкости, поступающей в насос, от продуктов эрозии.

Электроимпульсный станок отличается от электроискрового практически только генератором импульсов. Сов. пром-сть выпускает генераторы различного назначения. Развитие техники полупроводниковых приборов позволило создать генераторы, обеспечивающие изменение параметров импульсов в широких пределах. Напр., у сов. генератора ШГИ-125-100 диапазон частот следования импульсов 0,1-100 кгц, длительность импульсов 3-9000 мксек, макс, мощность 7,5 квт, номинальная сила тока 125 а. Диапазон рабочих напряжений, вырабатываемых для электроискровой обработки,- 60- 200 в, а для электроимпульсной - 20- 60 в. Совр. электроэрозионные станки - высокоавтоматизированные установки, зачастую работающие в полуавтоматич. режиме.

Электромеханическая обработка объединяет методы, совмещающие одновременное механич. и электрич. воздействие на обрабатываемый материал в зоне обработки. К ним же относят методы, осн. на использовании нек-рых физич. явлений (напр., гидравлич. удар, ультразвук и др.).

Электроконтактная обработка осн. на введении в зону механич. обработки электрич. энергии - возбуждении мощной дуги перем. или постоянного тока (до 12 ка при напряжении до 50 в) между, напр., диском, служащим для удаления материала из зоны обработки, и изделием (рис. 6). Применяется для обдирки литья, резки и др. видов обработки, аналогичных по кинематике движений почти всем видам механич. обработки. Преимущества метода - высокая производительность (до 106 мм3/мин) на грубых режимах, простота инструмента, работа при относительно небольших напряжениях, низкие удельные давления инструмента -30-50 км/л2 (0,3- 0,5 кгс/слг) и, как следствие, возможность использования для обработки твёрдых материалов инструмента, изготовленного из относительно мягких материалов. Недостатки - большая шероховатость обработанной поверхности, тепловые воздействия на металл при жёстких режимах.

Разновидностью электроконтактной обработки является электроабразивная обработка - обработка абразивным инструментом (в т. ч. алмазно-абразивным), изготовленным на основе проводящих материалов. Введение в зону обработки электрич. энергии значительно сокращает износ инструмента.

Электроконтактные станки по кинематике не отличаются практически от соответствующих металлорежущих станков; имеют мощный источник тока.

Магнитоимпульсная обработка применяется для пластич. деформирования металлов и сплавов (обжатие и раздача труб, формовка трубчатых и листовых заготовок, калибровка и т. п.) и основана на непосредственном преобразовании энергии меняющегося с большой скоростью магнитного поля, возбуждаемого, напр., при разряде батареи мощных конденсаторов на индуктор, в механич. работу при взаимодействии с проводником (заготовкой) (рис. 7). Преимущества метода - отсутствие движущихся и трущихся частей в установках, высокая надёжность и производительность, лёгкость управления и компактность, наличие лишь одного инструмента - матрицы или пуансона (роль другого выполняет поле) и др.; недостатки - относительно невысокий кпд, затруднительность обработки заготовок с отверстиями или пазами (мешающими протеканию тока) и большой толщины.

Электрогидравлическ а я обработка (гл. обр. штамповка). Основана на использовании энергии гидравлического удара при мощном элек-трич. (искровом) разряде в жидком диэлектрике (рис. 8). При этом необходимо вакуумирование полости между заготовкой и матрицей, поскольку из-за огромных скоростей движения заготовки к матрице воздух не успевает уйти из полости и препятствует плотному прилеганию заготовки к матрице. Метод прост, надёжен, но обладает небольшим кпд, требует высоких электрич. напряжений и не всегда даёт воспроизводимые результаты.

К электромеханич. обработке относится также ультразвуковая обработка.

Лучевая обработка. К лучевым методам обработки относится обработка материалов электронным пучком и световыми лучами (см. Лазерная технология). Электроннолучевая обработка осуществляется потоком электронов высоких энергий (до 100 кэв). Таким путём можно обрабатывать все известные материалы (совр. электронная оптика позволяет концентрировать электронный пучок на весьма малой площади, создавать в зоне обработки огромные плотности мощности). Электроннолучевые станки могут выполнять резание (в т. ч. прошивание отверстий) и сварку с большой точностью (до 50 А). Основой электроннолучевого станка является электронная пушка. Станки имеют также устройства контроля режима обработки, перемещения заготовки, вакуумное оборудование. Из-за относительно высокой стоимости, малой производительности, технич. сложности станки используются в осн. для выполнения прецизионных работ в микроэлектронике, изготовления фильер с отверстиями малых (до 5 мкм) диаметров, работ с особочистыми материалами.

К электрофизич. методам обработки относится также плазменная обработка.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ Основаны на законах электрохимии. По используемым принципам эти методы разделяют на анодные и катодные (см. Электролиз), по технология, возможностям - на поверхностные и размерные.

Поверхностная электрохимическая обработка. Практич. использование электро-хим. методов началось с 30-х гг. 19 в. (гальваностегия и гальванопластика, см. Гальванотехника). Первый патент на электролитическое полирование был выдан в 1910 Е. И. Шпиталъскому. Суть метода состоит в том, что под действием электрич. тока в электролите происходит растворение материала анода (анодное растворение), причём быстрее всего растворяются выступающие части поверхности, что приводит к её выравниванию. При этом материал снимается со всей поверхности, в отличие от механич. полирования, где снимаются только наиболее выступающие части. Электролитич. полирование позволяет получить поверхности весьма малой шероховатости. Важное отличие от механич. полирования - отсутствие к.-л. изменений в структуре обрабатываемого материала. См. статьи Анодирование, Пассивирование.

Размерная электрохимическая обработка. К этим методам обработки относят анодно-гидравлич. и анодно-механиче-скую обработку.

Анодно-гидравлическая обработка впервые была применена в Сов. Союзе в кон. 20-х гг. для извлечения из заготовки остатков застрявшего сломанного инструмента. Скорость анодного растворения зависит от расстояния между электродами: чем оно меньше, тем интенсивнее происходит растворение. Поэтому при сближении электродов поверхность анода (заготовка) будет в точности повторять поверхность катода (инструмента). Однако процессу растворения мешают продукты электролиза, скапливающиеся в зоне обработки, и истощение электролита. Удаление продуктов растворения и обновление электролита осуществляются либо механич. способом (анодно-механич. обработка), либо прокачиванием электролита через зону обработки (рис. 9).

Этим методом, подбирая электролит, можно обрабатывать практически любые токопроводящие материалы, обеспечивая высокую производительность в сочетании с высоким качеством поверхности. Используемые для анодно-гидравлич. обработки электрохимич. станки просты в обращении, используют низковольтное (до 24 в) электрооборудование. Однако значит, плотности тока (до 200 а/см2) тре-

буют мощных источников тока, больших расходов электролита (иногда до '/3 площади цехов занимают баки для электролита).

Комбинированные методы обработки сочетают в себе преимущества электрофизич. и электрохимич. методов. Используемые сочетания разнообразны. Напр., сочетание анодно-механич. обработки с ультразвуковой в нек-рых случаях повышает производительность в 20 раз. Существующие электроэрозионно-ультразвуковые станки позволяют использовать оба метода как раздельно, так и вместе. Лит.: В и ш н и ц к и и А. Л., Ясногородский И. 3., Григорчук И. П., Электрохимическая и электромеханическая обработка металлов, Л., 1971; Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки материалов, М., 1971; Черепанов Ю. П., Самецкий Б. И.. Электрохимическая обработка в машиностроении, М., 1972; Новое в электрофизической и электрохимической обработке материалов, Л., 1972. Д.Л.Юдин. ЭЛЕКТРОФОН (от электро... и ...фон), бытовое устройство для воспроизведения звука с граммофонной пластинки; в. принципиальном отношении отличается от граммофона тем, что в Э. механич. колебания иглы звукоснимателя преобразуются в электрич. колебания; последние усиливаются усилителем звуковых частот и затем преобразуются в звук электроакустич. системой (включающей 1 или неск. электродинамических громкоговорителей). Э. рассчитан на воспроизведение моно-, стерео- или квадрафонической грамзаписи. Качеств, показатели Э., а также удобства его использования определяются классом Э. Напр., выпускаемые в СССР Э. в соответствии; с ГОСТом, устанавливающим их осн. технич. характеристики (диапазон воспроизводимых частот, коэфф. нелинейных искажений и т. д.), подразделяются на

Э. высшего, 1-го, 2-го и 3-го классов. Совр. Э. высшего класса создают звучание, в к-ром слушатель совершенно не ощущает помех и различных искажений, возникающих при воспроизведении грамзаписи, и обеспечивают макс, удобства эксплуатации.

Лит.: Аполлонова Л. П., Ш у м ов а Н. Д., Механическая звукозапись, М.- Л., 1964; ГОСТ 11157-74. Электрофоны. Общие технические условия, М., 1974. С. Л. Мишенков.

ЭЛЕКТРОФОРЕЗ (от электро... и греч. phoresis - несение, перенесение), направленное движение коллоидных частиц или макроионов под действием внеш. электрич. поля. Э. был открыт Ф.Ф. Рейс-сом в 1807 и считается важнейшей разновидностью электрокинетических явлений. Скорость v движущихся частиц приближённо связана с напряжённостью электрич. поля Е ур-нием Смолуховского:
30-08-3.jpg

где кпд - вязкость среды, D - диэлек-трич. проницаемость, Э - электрокинетический потенциал. Э. используют в электрохимии для изучения двойного электрического слоя, адсорбции ионов на поверхности, в медицине (см. Электрофорез лекарственный). В пром-сти Э. используют для выделения каучука из латекса, очистки воды, отделения каолина от песка и др. В биохимии Э. служит для анализа, разделения и очистки биополимеров (гл. обр. белков), бактериальных клеток, вирусов, а также аминокислот, витаминов и др. Практическое применение Э. началось после создания швед, учёным А. Тиселиусом спец. аппарата для фронтального (или свободного) Э. белков в растворе (1937). Наиболее широкое распространение нашли электрофоретич. методы с использованием инертных носителей (бумаги, гелей и др.), получившие общее название зонального Э., т. к. фракции разделяемых веществ образуют в толще носителя отдельные, несмешивающиеся зоны. Э. часто сочетают с др. методами разделения биоорганич. соединений (напр., с хроматографией). Разработана техника концентрирования электрофоретич. зон биополимеров в гелях, значительно повышающая разрешающую способность метода (диск-Э.). Применение реакции антиген-антитело в сочетании с Э. послужило основой для создания метода иммуно-Э. Электрофоретич. анализ биол. жидкостей, напр, сыворотки крови для исследования гл. обр. белков, широко используют в диагностике мн. заболеваний.

Лит.: Ларский Э. Г., Методы зонального электрофореза, М., 1971;Дух и нС. С., Д е р я г и н Б. В., Электрофорез, М., 1976.

Н. Н. Чернов.

ЭЛЕКТРОФОРЕЗ ЛЕКАРСТВЕННЫЙ (устаревшие назв.- ионогальванизация, ионофорез, и о н о т е р а п и я), метод физиотерапии, заключающийся в одновременном воздействии на организм постоянного электрич. тока и вводимых им (через кожу или слизистые оболочки) ионов лекарств, веществ. При Э. л. повышается чувствительность рецепторов к лекарств, веществам, к-рые полностью сохраняют свои фармакологич. свойства. Осн. особенности Э. л.- выраженное и продолжит, терапевтич. действие малых доз лекарственных веществ за счёт создания своеобразного кожного депо применяемых препаратов, а также возможность оказывать местное воздействие при нек-рых патологич. состояниях (напр., при местных сосудистых расстройствах), затрудняющих поступление препарата в патологич. очаг из крови. При Э. л. возможно одновременное применение неск. лекарств, веществ. В ряде случаев для Э. л. используют также импульсный ток постоянного направления, что повышает леч. эффект метода. Источники тока, а также правила проведения Э. л. такие же, как при гальванизации. Для Э. л. оба электрода с прокладками, смоченными раствором лекарств, вещества, располагают на коже либо один из них помещают в полости носа, уха, во влагалище и др.; в нек-рых случаях вместо прокладки используют ванночку с раствором лекарств, вещества, в к-рую опущен угольный электрод. Э. л. применяют при заболеваниях центр, и периферич. нервной системы, опорно-двигательного аппарата, гинекологич. заболеваниях и др.

Лит.: У л а щ и к В. С., Теория и практика лекарственного электрофореза, Минск, 1976; Справочник по физиотерапии, М., 1976. В. М. Стругацкий.

ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ, покрытия, формирующиеся на катоде вследствие электрофореза коллоидных частиц и их коагуляции. Электрофо-ретический метод нанесения покрытий широко применяют в технике, особенно для получения лакокрасочных покрытий.

Лит.: Дейнега Ю. Ф., У л ьберг З.Р.,Эстрела-ЛьописВ. Р., Электрофоретическое осаждение металлополимеров, К., 1976.

ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКОЕ КОПИРОВАНИЕ, электрографическое копирование, ксерография, один из наиболее распространённых процессов копирования документов (в т. ч. увеличенных копий с микрофильмов), основанный на использовании эффекта фотопроводимости нек-рых полупроводниковых материалов, нанесённых на спец. бумажную, металлич. или др. основу, и их способности удерживать частицы красящего вещества с помощью электростатич. сил. Принцип Э. к. запатентован в США в 1938; первые аппараты для Э. к. созданы в 1950. Широкое распространение метода Э. к. обусловлено высоким качеством копий, возможностью получения копий практически с любых оригиналов, высокой производительностью (св. 7000 копий в 1 ч), а также возможностью изготовления печатных форм для офсетных машин (см. Офсетная печать, Элек-трография). В 70-х гг. разработаны способы Э. к., позволяющие получать многоцветные копии с тоновых оригиналов. Различают Э. к. непосредственное (прямое, непереносное) и косвенное (или переносное). В первом случае копии получают непосредственно на электрофотополу-проводниковой бумаге; во втором - с использованием промежуточного носителя информации - "посредника", к-рым служат полированный металлич. лист (обычно алюминиевый), цилиндр или гибкая лента, покрытые слоем фотополупроводника (напр., аморфным селеном, селенидом или сульфидом кадмия). На рис. показана схема процесса непосредств. Э. к. Фотополупроводниковый слой бумаги (носителя копии) в темноте заряжают (напр., с помощью коронного электрич. разряда) до потенциала неск. сотен в.

На заряженный т. о. фотополупроводниковый слой проецируют изображение оригинала: с освещённых (пробельных) участков слоя заряды стекают на проводящую основу; участки, оказавшиеся неэкспонированными (соответствующие тёмным линиям оригинала), сохраняют заряд. В результате в фотополупроводниковом слое возникает скрытое изображение оригинала в виде "потенциального рельефа", к-рое проявляют обычно с помощью красящего порошка (тонера), частицам к-рого сообщается заряд, по знаку обратный заряду потенциального рельефа. Частицы тонера притягиваются к заряженным участкам потенциального рельефа, образуя видимое изображение, к-рое затем закрепляется, напр, нагреванием до темп-ры плавления порошка (расплавленные частицы порошка склеиваются с бумажной основой). При косвенном Э. к. скрытое изображение оригинала образуется в светочувствит. слое "посредника". Проявленное с помощью наэлектризов. красящего порошка, оно затем переносится на обычную бумагу, кальку или иной носитель копии. Процесс закрепления изображения такой же, как при непосредств. Э. к.

Э. к. осуществляется в электрофотографич. аппаратах с применением промежуточных носителей информации и получением копий на обычных бумагах и в аппаратах с получением копий на электрофотополупроводниковой бумаге. Аппараты Э. к. различают по способам экспонирования, проявления ("мокрое" и "сухое") и закрепления изображения, по форматам оригинала и копии, степени автоматизации и т. д. Экспонирование в аппаратах переносного копирования с "посредником" в виде пластины производится статич. способом - отд. кадрами; в аппаратах с "посредником" в виде цилиндра или ленты применяют динамич. способы (при к-рых оригинал, оптич. система и поверхность "посредника" непрерывно перемещаются относительно друг друга). Продолжительность экспонирования зависит от освещённости оригинала, светочувствительности фотополупроводника, качества оптич. системы. Напр., ротационный стационарный электрофотография, аппарат ЭР-620Р (СССР) изготовляет копии с проектной (конструкторской) документации на рулонной бумаге шир. 620 мм; скорость копирования ок. 3 м/мин.

Лит.: С л у ц к и н А. А., Ш е б е рстов В. И., Копировальные процессы и материалы репрографии и малой полиграфии, М., 1971; Процессы и аппараты электрофотографии, Л., 1972; Алферов А. В., Резник И.С.,ШоринВ. Г., Оргатехника, М., 1973; Иванов Р. Н., Репрография, М., 1977. А. В.Алфёров.

ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЯ, процессы получения фотогр. изображений на све-точувствит. электрофотогр. материалах (ЭФМ) - слоях фотопроводников (ФП, см. Фотопроводимость) с высоким темновым уд. сопротивлением, наносимых на проводящую основу (подложку). Перед получением изображения слой ФП "очувствляют", заряжая его ионами, обычно из коронного разряда в воздухе, а подложку заземляют; затем равномерно заряж. ЭФМ экспонируют, в результате чего с освещённых участков ФП на подложку "стекает" часть заряда, тем боль шая, чем выше освещённость участка. Возникает скрытое фотографическое изображение (СИ) объекта в виде потенциального рельефа, т. е. распределения по поверхности ФП потенциала электростатического, к-рое соответствует распределению освещённости в регистрируемом изображении. СИ затем переводят в видимое изображение (визуализируют). Т. о., в Э. используют формирование в ЭФМ при его "очувствлении" двойного электрического слоя, образуемого поверхностным зарядом и возникающим в объёме ФП или проводящей подложке экранирующим зарядом, с последующей локальной модуляцией мощности слоя (произведения поверхностной плотности заряда на толщину двойного слоя) за счёт фотопроводимости.

Существует неск. обособленных направлений Э., различающихся гл. обр. способом визуализации СИ. В классич. Э. СИ визуализируют заряж. окрашенными частицами порошка (в сухом состоянии или диспергированными в жидкости) с последующим переносом на нефоточувствит. основу либо без такого переноса. Процессы Э., в к-рых для визуализации применяют сухой порошок, часто наз. ксерографией. Изменяя знак заряда и цвет порошка, можно получить как негативное, так и позитивное чёрно-белое, окрашенное или многоцветное изображение. В Э. со считыванием СИ используют микрозондовую технику (оптические, электронные или электростатич. микрозонды, производящие в процессе считывания поэлементную "развёртку" СИ). В фототермопластич. Э. обычно предусматривают возможность термо-пластич. визуализации путём преобразования потенциального рельефа в рельеф толщины за счёт термомеханич. свойств ЭФМ (см. также Термопластическая запись, Фазовая рельефография). В одном из направлений Э. в качестве ЭФМ используют фотоэлектреты (см. Электреты), где СИ возникает в результате частичного разрушения под действием света устойчивой электрич. поляризации слоя ЭФМ. В нек-рых случаях, напр, в Э. со считыванием СИ, за счёт подключения внеш. источников энергии возможно усиление СИ, в определённой степени
аналогичное усилению в классич. фотографич. процессе; в др. случаях, напр, при визуализации порошком, усиления не происходит. Светочувствительность наиболее широко применяемых ЭФМ и методов Э.: 1 - 2 ед. ГОСТа для слоев аморфного селена с сухим порошковым проявлением (при разрешающей способности 40-60 мм-1); 0,2-0,3 ед. ГОСТа для сенсибилизированных красителями слоев окиси цинка, диспергированной в связующей среде (разрешение при жидкостном проявлении 60-100 мм-1и выше), и слоев на основе органич. ФП (типа поливинилкарбазола). Светочувствительность ЭФМ при электронном считывании, обеспечивающем усиление СИ, достигает 500 ед. ГОСТа.

Чувствительность ЭФМ лежит в спектральном диапазоне от рентгеновской области до ближней инфракрасной области. Изменение длинноволновой границы чувствительности в этом диапазоне достигается методами сенсибилизации фотоэффекта внутреннего в ФП. Кроме обычной сенсибилизации оптической, в Э. используют структурную и инжекционную сенсибилизацию. При структурной сенсибилизации изменяют молекулярную и надмолекулярную структуру ФП и макроструктуру слоя. Этот метод применяют как для органич. ФП (полимеры винилового ряда, органич. полимерные комплексы на основе поливинилкарбазола и др.), так и для неорганических, прежде всего для слоев на основе селена и его сплавов (с теллуром, мышьяком, таллием, кадмием, германием); он включает, напр., формирование в ЭФМ электронно-дырочной гетероструктуры (см. Полупроводниковый гетеропереход) или структуры типа ФП - диэлектрик. Явление фотоинжекции носителей заряда в фотополупроводники используют, напр., для сенсибилизации слоев поливинилкарбазола селеном (инжекционная сенсибилизация; об инжекции см. ст. Полупроводники, разделы Неравновесные носители тока и Фотопроводимость полупроводников).

Среди совокупности характеристик Э. нек-рые (или их сочетания) часто принципиально недостижимы для др. фотографич. процессов (обработка в реальном масштабе времени, т. е. одновременно с протеканием весьма кратковрем. процессов; возможность длит, хранения СИ, иногда даже на свету; возможность многократной перезаписи информации; экономия, показатели), что обеспечило Э. широкое применение в малотиражном оперативном размножении текстовых и графич. материалов - репрографии. Э. используют как метод регистрации и исследований во мн. областях науки и техники, напр, в рентгенографии, голографии, спектроскопии, физике полупроводников.

Лит.: Ш а ф Ф е р т Р., Электрофотография, пер. с англ., М., 1968; Г р е н и ш и н С. Г., Электрофотографический процесс. М., 1970; Процессы и аппараты электрофотографии, Л., 1972. Ю. А. Черкасов.

ЭЛЕКТРОФОТОПОЛУПРОВОДНИКОВАЯ БУМАГА, электрофотографическая бумага, предназначена для изготовления копий при электрофотографическом копировании. Э. б. представляет собой электропроводную баритовую бумагу - основу, покрытую с одной стороны тонким слоем (20-100 мкм) фотополупроводника, к-рый становится светочувствительным после зарядки до потенциала в неск. сотен в. В состав фотополупроводникового слоя чаще всего входит ZnO в чистом виде либо сенсибилизированная красителями, напр, эозином. Помимо ZnO, могут применяться также окислы, иодиды, селениды, сульфиды и теллуриды различных металлов. В качестве связующего используют поливинил-бутираль, производные ацнлгидразона, оксадизола и др., синтетич. и естеств. смолы и т. п.

Фотографич. свойства Э. б. характеризуются гл. обр. зарядным потенциалом и светочувствительностью. У несенсибилизиров. Э. б. с фотополупроводниковым слоем на основе ZnO светочувствительность порядка 0,04 ед. ГОСТа; у сенсибилизированной Э. б. светочувствительностьО,5-1 ед. ГОСТа. Разрешающая способность копий на Э. б. зависит от конструкции аппарата, толщины фотополупроводникового слоя и способа его обработки (проявления); обычно лежит в пределах 3-40 линий/лл.

Лит.: С л у ц к и н А. А., Ш е б е р с т о в В. И., Копировальные процессы и материалы репрографии и малой полиграфии, М., 1971. А. В. Алфёров.

ЭЛЕКТРОФРЕЗА, с.-х. орудие для обработки почвы и заделки в неё удобрений в теплицах, парниках и на парниковых участках. В СССР выпускают самоходную Э. ФС-0.7А, осн. узлами к-рой являются электродвигатель мощностью 3 кВт, редуктор с муфтой включения, ротор диам. 420 мм с рабочими органами - ножами. Частота вращения ротора 200 об/мин, ширина захвата Э. 0,7 м, глубина обработки до 22 см, производительность 600 м2/ч.

ЭЛЕКТРОХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ, люминесценция, возникающая при моляризации ион-радикалов, образующихся во время электролиза раствора активатора (изобензофуран, изоинлол и др.) в сопровождающем электролите (диметилформамид и др.); возбуждённые молекулы активатора, образующиеся в результате моляризации их ион-радикалов, возвращаются в осн. состояние, испуская кванты света. Э. может быть использована для создания индикаторных устройств: при возбуждении люминофора переменным электрич. полем свечение сосредоточено вблизи электрода; применяя электроды спец. формы, можно создавать т. о. светящиеся цифры, буквы и т. д. (См. статьи Электролюминесценция, Хемилюминесценция.)

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, см. в ст. Электрофизические и электрохимические методы обработки.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ, см. Поляризация электрохимическая.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА, совокупность методов качеств, и количеств, анализа, основанных на электрохимия, явлениях, происходящих в исследуемой среде или на границе раздела фаз и связанных с изменением структуры, химич. состава или концентрации анализируемого вещества. Э. м. а. делятся на пять осн. групп: потенциометрию, вольтамперометрию, кулоно-метрию, кондуктометрию и диэлектрометрию.

Потенциометрия объединяет методы, осн. на измерении эдс обратимых электрохимич. цепей, когда потенциал рабочего электрода близок к равновесному значению (см. Электродный потенциал). Потенциометрия включает редоксметрию (см. Оксидиметрия), ионометрию и потенциометрич. титрование.

Вольтамперометрия основана на исследовании зависимости тока поляризации от напряжения, прикладываемого к электрохимич. ячейке, когда потенциал рабочего электрода значительно отличается от равновесного значения (см. Поляризация электрохимическая). По разнообразию методов вольт-амперометрия - самая многочисл. группа из всех Э. м. а., широко используемая для определения веществ в растворах и расплавах (напр., полярография, ампером етрия).

Кулонометрия объединяет методы анализа, основанные на измерении количества вещества, выделяющегося на электроде в процессе электрохимич. реакции в соответствии с Фарадея законами. При кулонометрии потенциал рабочего электрода отличается от равновесного значения. Различают потенциостатич. и гальваностатич. кулонометрию, причём последняя включает прямой и инверсионный методы, электроанализ и кулонометрич. титрование.

К кондуктометрии относятся методы, в которых измеряют электропроводность электролитов (водных и неводных растворов, коллоидных систем, расплавов, твёрдых веществ). Кондуктометрич.анализ основан на изменении концентрации вещества или хим. состава среды в межэлектродном пространстве; он не связан с потенциалом электрода, к-рый обычно близок к равновесному значению. Кондуктометрия включает прямые методы анализа (используемые, напр., в солемерах) и косвенные (напр., в газовом анализе) с применением постоянного или переменного тока (низкой и высокой частоты), а также хронокондуктометрию, низкочастотное и высокочастотное титрование.

Диэлектрометрия объединяет методы анализа, основанные на измерении диэлектрической проницаемости вещества, обусловленной ориентацией в электрич. поле частиц (молекул, ионов), обладающих дипольным моментом. Методы диэлектрометрии применяют для контроля чистоты диэлектриков, напр, для определения малых количеств влаги. Диэлектрометрич. титрование используют для анализа растворов.

Лит.: Г а л ю с 3., Теоретические основы электрохимического анализа, пер. с польск., М., 1974; Лопатин Б. А., Теоретические основы электрохимических методов анализа, М., 1975. Б. А. Лопатин.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР (ЭХГ), химический источник тока, в к-ром реагенты (обычно газообразные или жидкие вещества) в ходе электрохимич. реакции непрерывно поступают из спец. резервуаров к электродам. ЭХГ состоит из батареи топливных элементов, систем хранения и подачи реагентов, отвода продуктов реакции, контроля и автоматич. управления. В отличие от гальванич. элементов, ЭХГ могут работать до тех пор, пока осуществляется подвод реагентов (топлива и окислителя) и отвод продуктов реакции.

Перспективны ЭХГ, в к-рых в качестве горючего используют водород, экологически чистый источник энергии. С сер. 1970-х гг. в СССР, США, ФРГ, Франции, Японии и др. странах ведутся работы по созданию и использованию водородно-кисл сродных и особенно водородно-воздушных ЭХГ. Применение такого рода источников электрич. энергии в радио- и телевизионных устройствах (рис.) и на трансп. средствах должно способствовать решению проблемы сохранения чистоты окружающей среды. Кпд водородно-кислородных ЭХГ, созданных в СССР и США, достигает 70-80%. Кпд ЭХГ, работающих при постоянных давлении и темп-ре с поглощением тепла из окружающей среды, теоретически может превосходить 100%.

Лит. см. при ст. Химические источники тока. И. С. Лидоренко, Г. Ф. Мучник.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ, термодинамическая функция, характеризующая состояние к.-л. компонента, состоящего из заряженных частиц (электронов, ионов), в фазе данного состава. Э. п. может быть определён как приращение любого из потенциалов термодинамических системы при введении в неё одной заряженной частицы i-того компонента при неизменных всех остальных переменных, от которых зависит рассматриваемый потенциал. Э. п. мi выражается формулой:

мi = мi + Zieф,

где мi - химический потенциал i-того компонента, Zi - заряд частицы, Ф - электрич. потенциал, е - элементарный заряд; член ziвыражает работу по преодолению электрич. сил. Если Э. п. относится к 1 молю вещества, этот член равен ziFф, где F - Фарадея число.

ЭЛЕКТРОХИМИЯ, раздел физической химии, предметом изучения к-рого являются объёмные и поверхностные свойства твёрдых и жидких тел, содержащих подвижные ионы, и механизмы процессов с участием ионов на границах раздела и в объёме тел. Практич. значение электрохимич. процессов, их роль в живом организме, своеобразие экспериментальной техники привели к выделению Э. в самостоятельный раздел науки.
Возникновение основных представлений. В 1800 А. Вольта построил первый источник длительного постоянного тока (вольтов столб). Вольта связывал возникновение электродвижущей силы (эдс) с соприкосновением разнородных металлов (т. н. контактная теория). С помощью вольтова столба англ, учёные У. Николсон и А. Карлейль электролизом осуществили разложение воды (1800) на водород и кислород. В 1807 Г. Дэви электролизом увлажнённого едкого кали получил металлический калий; это было первое применение электрохимич. метода для получения нового вещества. Начало работам по Э. в России положил В. В. Петров (электровосстановление металлов из их окислов, 1803). В 1833-34 М. Фарадей установил важнейшие количеств, закономерности Э. - Фарадея законы. Он же ввёл в Э. термины электролиз, электролит, электрод, катод и анод, катион, анион, ионы, однако он не представлял ещё себе ионы как свободно существующие частицы. Фарадей показал, что генерирование электрич. энергии гальванич. элементом всегда сопровождается хим. процессом. К тому же периоду (1838) относится открытие англ, учёным Дж. Дэниелом первого гальванического элемента и открытие Б. С. Якоби гальванопластики - первого широко использованного метода прикладной Э. (см. Гальванотехника).

Изучение прохождения тока. Р. Клаузиус указал (1857), что в проводящих ток растворах должны существовать свободные заряженные частицы; их движение и создаёт электрич. ток. Разработка (1853-59) И. Гитторфом метода определения чисел переноса (см. Переноса число) и прецизионные измерения электропроводности, выполненные Ф. Кольраушем (1874), доказали независимое движение ионов, подготовив возможность создания С. Аррениусом теории электролитической диссоциации (1887). Закономерности диссоциации слабых электролитов были установлены В. Оствальдом (1888). Возможность существования свободных ионов сделалась понятной после введения представления об энергии сольватации (для водных растворов - гидратации). На необходимость учёта такого хим. взаимодействия указал впервые И. А. Каблуков. П. Дебай и нем. учёный Э. Хюккель нашли (1923), что свойства разбавленных растворов сильных электролитов в растворителях с высокой диэлектрич. проницаемостью могут быть количественно истолкованы в предположении их полной диссоциации при учёте электростатич. взаимодействия между заряженными частицами. В дальнейшем разрабатывалась теория, применимая к более высоким концентрациям, изучались неводные растворы и расплавленные электролиты. Особое внимание в последние десятилетия уделяется твёрдым электролитам с высокой ионной проводимостью. При исследовании взаимодействия ионов между собой и с растворителем используются новые физические методы (см. Химическая физика).

Приложение законов термодинамики к Э. Учение об электродвижущих силах. Количественное рассмотрение любых электролитных систем, независимое от молекулярно-статистпч. представлений, основывается на термодинамике. Исходя из 1-го закона термодинамики, У. Томсон (1851) пришёл к выводу, что эдс гальванич. элемента Е определяется тепловым эффектом протекающей в нём реакции. Термодинамич. трактовка эдс была дана Дж. У. Гиббсом (1875) и Г. Л. Ф. Гелъмгольцем (1882). Из 2-го закона термодинамики следует, что эдс определяется изменением не полной энергии, а свободной энергии при хим. реакции:

Е = - &G/nF, (1)

где &G - разность гиббсовой энергии продуктов и исходных веществ, п - число электронов, участвующих в реакции, F - Фарадея число. Гальванич. элемент может давать электрич. энергию только за счёт затраты свободной энергии реагирующих веществ. Ур-ние (1) предполагает обратимость всех процессов в элементе, т. е. выполнение условий равновесия, и определяет макс, величину электрич. энергии, к-рую можно получить за счёт данной реакции. Связь между Е, тепловым эффектом АН реакции и абс. темп-рой Т выражается ур-нием Гиббса - Гельмгольца:

E = - &HInF + ТдЕ/дТ. (2)

В. Нернст (1889) придал термодинамич. соотношениям Э. удобную форму. Эдс Я может быть представлена в виде разности величин электродных потенциалов обоих электродов, каждый из к-рых выражает эдс цепи из данного электрода и нек-рого электрода сравнения, напр, стандартного водородного электрода. Для простейшего случая металла в равновесии с разбавленным раствором, содержащим ионы этого металла в концентрации с,
30-08-4.jpg

(формула Нернста), (3) где R - газовая постоянная, Еа - стандартный электродный потенциал данного электрода. В общем случае величина с должна быть заменена на активность иона. Общее условие равновесия определяется требованием постоянства электрохимического потенциала любой частицы во всех частях системы. Электрохимическая кинетика. В центре внимания совр. Э. стоит электрохимич. кинетика, т. е. учение о механизме и законах протекания электрохимич. реакций. В реальных условиях, напр, при электролизе, коррозии металлов, в химических источниках тока, в живых организмах, электрохимич. равновесие, как правило, не реализуется, и понимание электрохимич. процессов требует знания кинетич. закономерностей. Поскольку непременным участником процессов на границе металла (или полупроводника) и электролита является электрон, рассматриваемый в качестве простейшей устойчивой хим. частицы, исследование природы электрохимич. элементарного акта существенно для кинетики химической. Совр. теория элементарного акта основывается на представлениях квантовой механики. Предпосылкой её развития явилось выдвинутое нем. учёным М. Фольмером и Т. Эрдеи-Грузом представление, согласно к-рому перенос заряда может определять измеряемую скорость электрохимич. процесса в целом (теория замедленного разряда, 1930). А. Н. Фрумкин установил количеств, соотношение между скоростью электрохимич. реакции и строением двойного электрического слоя на границе металл/электролит (1933). Первое применение квантовой механики к Э. - заслуга Р. Гёрни (Великобритания, 1931). В 1935 М. Поляни (Венгрия) и Ю. Хориути (Япония) заложили основы теории переходного состояния, или активированного комплекса, развитой Г. Эйрингом (США). Согласно совр. квантовой теории, любой перенос заряда, как на границе фаз, так и в объёме раствора, связан с изменением структуры полярного растворителя, переориентацией его диполей. Существенно различен характер изменения степеней свободы классич. и квантовых систем. Частицам, прочно связанным с растворителем, таким, как электроны и протоны, присущ квантовый характер движения. Для них вероятны подбарьерные туннельные переходы. Квантовая теория позволила дать рациональное объяснение эмпирически установленной закономерности, связывающей скорость необратимого процесса, выраженную через плотность тока i, с электрохимич. перенапряжением т], или потенциалом электрода (ур-ние нем. учёного Ю. Тафеля, 1905), кпд = а + b lg i, где an b - постоянные, lg - десятичный логарифм, и указала пределы её применимости. Энергетич. характеристики переходного состояния, а следовательно и скорость процесса, зависят от природы металла, а также от присутствия посторонних адсорбир. частиц. Эти эффекты, к-рые могут приводить к значит, ускорению процесса, объединяются под назв. электрокатализа. В случае электрохимич. процессов, сопровождающихся образованием новой фазы, напр, при электроосаждении металлов, необходимо также учитывать вероятность возникновения зародышей и условия роста кристаллов.

Электрохимич. кинетика учитывает также строение границы раздела фаз, особенно границы металл/электролит, на к-рой возникает электрич. поле благодаря пространств, разделению зарядов, т.н. двойной электрический слой (д. э. с.). Первый метод исследования д. э. с. был предложен Г. Липманом (см. Электрокапиллярные явления). В дальнейшем теория д. э. с. развивалась Ж. Гун (Франция, 1910), О. Штерном (Германия, 1924), Фрумкиным и амер. учёным Д. Грэмом. Введение Фрумкиным (1927) представления о потенциале нулевого заряда позволило устранить противоречие между контактной и хим. теорией эдс.

Электрохимич. процессы состоят из ряда стадий (см. Электродные процессы). Длительное прохождение тока требует подачи реагирующего вещества из объёма раствора к поверхности электрода и отвода продуктов реакции, что достигается благодаря диффузии; необходимо также учитывать миграцию заряженных частиц под действием электрич. поля. Подача вещества ускоряется при размешивании жидкости, т. е. при конвективной диффузии. Ток вызывает концентрац. поляризацию (см. Поляризация электрохимическая). Помимо стадий переноса заряда и диффузионных стадий суммарный процесс может включать чисто хим. и др. стадии, напр, возникновение зародышей и включение разрядившихся атомов в кристаллич. решётку, выделение пузырьков газа и т. д. Накопление промежуточных продуктов на поверхности электрода сверх их равновесной концентрации, как и замедленность процессов диффузии и стадий разряда, приводит к поляризации электрода и перенапряжению. Если при практически используемых плотностях тока перенапряжение пренебрежимо мало, то это свидетельствует об обратимости процесса, степень к-рой в целом тем выше, чем больше ток обмена между исходными веществами и конечными продуктами реакции при равновесном потенциале. Обратимость многостадийного процесса предполагает обратимость всех его стадий. Часто необратимость процесса определяется медленностью одной из стадий, к-рая и определяет скорость процесса в целом. Для выяснения механизма электрохимич. процессов применяются разнообразные формы электрич. измерений: определение зависимости потенциала от плотности постоянного тока, измерение полного электрич. сопротивления, определение зависимости потенциала или тока от времени при различно запрограммированном изменении во времени второй переменной, а также нелинейные методы. Одновременно исследуются состояние поверхности электрода (с использованием оптич. методов), пограничное натяжение и др.

Электрохимич. кинетика лежит в основе совр. теории коррозии металлов; в растворах электролитов коррозия является результатом одновременного протекания двух или более электрохимич. процессов. Для развития электрохимич. кинетики большое значение имело создание точных и удобных экспериментальных методов исследования механизма электродных процессов, в особенности полярографич. метода, предложенного Я. Гейровским (см. Полярография).