2012-08-16 записи/streaming на курса по микроелектроника в initLab
by Vasil KolevЗа летния курс по микроелектроника в initLab – записите могат да се видя в wiki-то на va.ludost.net или направо в директорията там, за момента е качена уводната лекция от вторник. Stream-а ще е достъпен на http://stream.ludost.net/lab.ts (оправих в общи линии проблема и няма нужда да се дописва и порта).
(май съм готов със записите от varnaconf, ако бъдат харесани от няколко човека, ще пусна link и тук).
August 21st, 2012 at 16:05
Прекрасна идея да се популяризира позабравеното във века на “виж мамо, и аз вече пиша на PHP” хоби, каквото е микроелектрониката, с едно малко уточнение – първата лекция беше просто непоправимо (тук заимствам термин от далечното минало) злеР, дори като извадя проблемите с английския език от критерия. Въпросният господин очевидно нищо не разбира дори от елементарната фундаментална физика, която с такова постоянство на волята омаза, стъпка и сведе до нивото на обясненията за “субатомните частици на аурата и квантовата механика” във в-к Психо, или, дори и да разбира, обяснението е много свръх възможностите му. В последното няма нищо лошо – не е задъжително всеки да бъде едновременно и специалист в областта си, и да може да я представя/предава (за предпочитане добре) на другите (затова и си имаме разделение на труда – защото всеки развива с времето различни способности). Лошото е, че той не се задоволи с четене на изкопираното от Wikipedia и книгата на Neamen, а трябваше да маже, и да маже… Честно да си призная, с болка в пръстите (от стискане на стъкления плот на масата) изгледах и двете части на записа от чистото любопитство да видя как и къде ще намеси и някоя от теориите на Айнщайн. За щастие – никъде.
Едно не разбирам в цялата тази кръжочна дейност – толкова ли е трудно да определиш къде минава границата между това, което си чувал и това, което евентуално дори разбираш, та да можеш да прецениш кога трябва да се спреш с опитите за обяснения и просто да представиш фактите такива, каквито са. Едно погрешно обяснение е хиляди пъти по-вредно от липсата на каквото и да било обяснение, особено когато е съпроводено от мазна спагетена каша от понятия. Да не говорим, че е обидно за тези, които са се надявали да разберат нещо – също като твоето изпълнение с квантовата криптография от курса по мрежова сигурност (няма да се обждаш – това е градивна критика!).
Ти също имаш немалка вина за случващото се, най-малкото покрай прокарването на идеи в стил “кръжок ИББ и предаване на (не)знания” (тук за последната дума добре подхожда английската “misknowledge”).
August 21st, 2012 at 16:24
@icaci, ще предам на човека :) (иначе, не се обиждам, знам колко обърках нещата на оная лекция. Колкото до кръжока и т.н., за тоя идеята не беше моя).
Можеш ли да посочиш конкретни грешки, btw?
August 21st, 2012 at 17:29
Ще ме караш да го гледам пак, като си водя конкретни записки. Това не е човешко! :) Като за начало може да се ограничи само с елементарни дефиниции на заряд, потенциална разлика, капацитет…
August 23rd, 2012 at 01:01
Ето ти една конкретна грешка от вчера (т.е. вече от онзи ден), дори на такова просто нещо като използването на променлив ток (AC) вместо постоянен ток (DC) за пренос на енергия (20120821-1.avi около 9-та минута). Обяснението, че преносът с AC било по-ефективен, защото AC “вижда” по-малко съпротивление от DC е просто покъртително. Не само че не е вярно (активното съпротивление не е функция на честотата), ами и при AC се наблюдава т.нар. скин ефект – токът не тече равномерно по сечението на проводника, а бива изтласкан към повърхността му, което намалява ефективното му сечение (на проводника), а от там съпротивлението му нараства, понеже е обратно пропорционално на сечението (и, понеже, гледам, че основно Wikipedia се използва като източник на информация, то задължителната страничка там се казва “Skin effect”). Отделно при AC има електромагнитни канали за загуба на енергия, които просто не съществуват при DC системите (ключови думи: капацитет, ЕМ поле), както и необходимост от фазова корекция, която прави скъпо и поради това негъвкаво стиковането на различни сегменти на електропреносната мрежа.
Любопитен факт: основата причина за режима на тока в Токио след страшното земетресение в Япония беше, че страната е разделена на две части, които използват системи с различна честота и напрежение. И доколкото преобразуването на напрежението е тривиално, то честотното преобразуване на огромни мощности е сложно. Мощностният капацитет на трите преобразуващи станции между двете части просто беше пъти под необходимото и в Токио стояха на тъмно, въпреки че другата част можеше на практика да задоволи потреблението в засегнатите региони. Има обширна статия в IEEE Spectrum по въпроса.
Поради всичко това, високоефективните системи за пренасяне на електроенергия на големи разстояния използват DC, по-точно високоволтов DC (HVDC) (в Wikipedia – страница “High-voltage direct current”).
Ето как трябваше да се обясни това, без да е необходимо човек да има степен по физика и математика.
Краткото обяснение: използва се променлив ток, защото много лесно се преобразува като напрежение, което е важно както за пренасянето на енергията, така и за нейната консумация (това щеше да е напълно достатъчно за запознаване на хората с темата).
Дългото обяснение (с училищна физика и математика на пръсти): когато през проводник със съпротивление R тече ток със сила I, в проводника се отделя топлинна енергия (ефект на Джаул) с мощност P_J = R*(I^2), т.е. мощността на джауловите загуби (най-голямото перо в загубите) е квадратична по силата на тока. Директно следва, че ако намалим силата на тока 1000 пъти, загубите ще намалеят 1000000 пъти. Как се намалява силата на тока 1000 пъти при запазване на консумираната от източника енергия? Елементарно – използва се 1000 пъти по-високо напрежение. Извод – за ефективно предаване на електрическа енергия, първо повишаваме на няколко порядъка напрежението на изхода на източника, после го предаваме и накрая понижаваме обратно, възможно най-близо до консуматора, може и на степени (както реално се прави). И тук идва основната разлика между AC и DC – трансформаторите просто не работят с постоянен ток. За да се повиши/понижи DC се налага първо да се преобразува до AC и после обратно да се преобразува до DC – това внася допълнителни загуби. И понеже сегашните високоефективни методи за преобразуване просто не са съществували по времето, когато се е водила “войната на токовете” между AC и DC, AC се е наложил за дълго време като стандарт за пренос на енергия (с всички произтичащи проблеми).
Това е.
August 23rd, 2012 at 17:02
“Обяснението, че преносът с AC било по-ефективен, защото AC “вижда” по-малко съпротивление от DC е просто покъртително.”
Стига бе, умрях от смях само като четох коментара на физика (много точен и правилен, само бих добавил, че скин ефекта при 50 херца е пренебрежим).
Мда, причината за използването на променливо напрежение, е че подлежи на лесна (е евтина) трансформация и нищо друго. Да не говорим за проблемите създавани от чувствителните импеданси на далекопроводите, необходимостта да се държи в граници cos F и т.н. недостатъци.
August 24th, 2012 at 02:02
@ss7, дълбочината на проникване при 50 Hz е 9,36 mm за медта и 11,6 mm за алуминия. За плътен меден проводник със сечение 630 mm^2 скин ефектът води до с 13% по-високо линейно съпротивление при 50 Hz – това трудно може да се нарече пренебрежимо.