Ինչպե՞ս են կառուցվում էլեկտրահաղորդման գծերը: Էլեկտրոնների շարժումը, թե ինչու են բարձր լարման լարերը բզզում

Ինչու են հոսանքի գծերը բզզում: Երբևէ մտածե՞լ եք դրա մասին: Բայց այս հարցի պատասխանը կարող է ոչ մի կերպ չնչին լինել, թեև բավականին սրամիտ: Դիտարկենք մի քանի բացատրություններ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի գոյության իրավունք։

կորոնային արտանետում

Ամենից հաճախ այս գաղափարը տրվում է. Էլեկտրահաղորդման հաղորդալարի մոտ փոփոխվող էլեկտրական դաշտը էլեկտրականացնում է հաղորդալարի շուրջ օդը, արագացնում է ազատ էլեկտրոնները, որոնք իոնացնում են օդի մոլեկուլները, և նրանք էլ իրենց հերթին առաջացնում են: Եվ այսպես, վայրկյանում 100 անգամ, պսակի արտանետումը լարերի շուրջը լուսավորվում և դուրս է գալիս, մինչդեռ մետաղալարի մոտ օդը տաքանում է - սառչում, ընդլայնվում - կծկվում է և այս կերպ ստացվում է. ձայնային ալիքօդում, որը մեր ականջն ընկալում է որպես մետաղալարի բզզոց։

Երակները թրթռում են

Կա նաև այս միտքը. Աղմուկը գալիս է նրանից, որ 50 Հց հաճախականությամբ փոփոխական հոսանքն առաջացնում է փոփոխական մագնիսական դաշտ, որը ստիպում է մետաղալարերի առանձին միջուկներին (հատկապես պողպատից՝ AC-75, 120, 240 տեսակի լարերում) թրթռում են, նրանք կարծես բախվում են միմյանց, և մենք լսում ենք բնորոշ աղմուկ:

Բացի այդ, տարբեր փուլերի լարերը գտնվում են միմյանց կողքին, նրանց հոսանքները գտնվում են միմյանց մագնիսական դաշտերում, և, ըստ Ամպերի օրենքի, դրանց վրա գործում են ուժեր։ Քանի որ դաշտի փոփոխության հաճախականությունը 100 Հց է, լարերը թրթռում են միմյանց մագնիսական դաշտերում այս հաճախականությամբ Ամպերի ուժերից, և մենք դա լսում ենք:

Մեխանիկական համակարգի ռեզոնանս

Եվ այսպիսի վարկած կա այստեղ-այնտեղ. 50 կամ 100 Հց հաճախականությամբ տատանումները փոխանցվում են հենակետին, և որոշակի պայմաններում հենարանը, ռեզոնանսի մեջ մտնելով, սկսում է ձայն հանել։ Ծավալի և ռեզոնանսային հաճախականության վրա ազդում են հենարանի նյութի խտությունը, հենարանի տրամագիծը, հենարանի բարձրությունը, լարերի երկարությունը միջանցքում, ինչպես նաև դրա խաչմերուկը և լարվածության ուժը: Եթե ​​ռեզոնանսում հարված է լինում, աղմուկ է լսվում։ Եթե ​​ռեզոնանս չկա, աղմուկ չկա կամ ավելի հանգիստ է։

Վիբրացիա Երկրի մագնիսական դաշտում

Դիտարկենք մեկ այլ վարկած. Հաղորդալարերը թրթռում են 100 Հց հաճախականությամբ, ինչը նշանակում է, որ նրանց վրա մշտապես ազդում է լայնակի փոփոխական ուժը, որը կապված է լարերի հոսանքի հետ՝ իր մեծությամբ և ուղղությամբ: Որտեղ է արտաքին մագնիսական դաշտը: Հիպոթետիկորեն սա կարող է լինել մագնիսական դաշտը, որը միշտ գտնվում է ոտքի տակ, որը կողմնորոշում է կողմնացույցի սլաքը, -:

Իրոք, բարձրավոլտ էլեկտրահաղորդման գծերի լարերի հոսանքները հասնում են մի քանի հարյուր ամպերի ամպլիտուդով, մինչդեռ գծերի լարերի երկարությունը զգալի է, իսկ մեր մոլորակի մագնիսական դաշտը, թեև համեմատաբար փոքր է (դրա ինդուկցիան Ռուսաստանի կենտրոնում է. ընդամենը մոտ 50 μT), այնուհանդերձ, այն գործում է մոլորակի շուրջը ամենուր, և ամենուր այն ունի ոչ միայն հորիզոնական, այլև ուղղահայաց բաղադրիչ, որն ուղղահայաց կերպով անցնում է ուժի գծերի երկայնքով դրված էլեկտրագծերի լարերի նման։ մագնիսական դաշտըԵրկիրը և այն լարերը, որոնք ուղղված են դրանց վրայով կամ ընդհանրապես ցանկացած այլ անկյան տակ:

Գործընթացը հասկանալու համար բոլորը կարող են կատարել այսպիսի պարզ փորձ՝ վերցնել մեքենայի մարտկոց և ճկուն ակուստիկ մետաղալար՝ 25 քառակուսի մմ հատվածով, առնվազն 2 մետր երկարությամբ։ Մի պահ ամրացրեք այն մարտկոցի տերմինալներին: Լարը կթռչի։ Ի՞նչ է դա, եթե ոչ Երկրի մագնիսական դաշտում հոսանք ունեցող մետաղալարի վրա ազդող ամպերի ուժի իմպուլսը: Եթե ​​մետաղալարը չի ցատկել իր մագնիսական դաշտում...

Ամենից հաճախ մենք պատկերացնում ենք էլեկտրահաղորդման գծի աջակցությունը վանդակավոր կառուցվածքի տեսքով: Մոտ 30 տարի առաջ դա միակ տարբերակն էր, իսկ այսօր դրանք շարունակում են կառուցվել։ Մետաղական անկյունների մի շարք բերվում է շինհրապարակ և այս բնորոշ տարրերից քայլ առ քայլ պտտվում է հենարան։ Այնուհետև գալիս է կռունկ և կառույցը ուղղահայաց դնում: Նման գործընթացը բավականին շատ ժամանակ է պահանջում, ինչը ազդում է գծերի երեսարկման ժամանակի վրա, և դրանք ձանձրալի վանդակավոր ուրվանկարներով իրենց հենարանները շատ կարճատև են: Պատճառը կոռոզիայից վատ պաշտպանությունն է։ Նման աջակցության տեխնոլոգիական անկատարությունը լրացվում է պարզ կոնկրետ հիմքով: Եթե ​​դա արվում է անբարեխիղճ, օրինակ՝ անհամարժեք լուծույթ օգտագործելով, ապա որոշ ժամանակ անց բետոնը կճաքի, ջուրը կմտնի ճաքերի մեջ։ Սառեցման-հալման մի քանի ցիկլեր, և հիմքը պետք է վերամշակվի կամ լրջորեն վերանորոգվի:

Անկյունների փոխարեն խողովակներ

«Ռոսսետի» ՓԲԸ-ի ներկայացուցիչներից հետաքրքրվեցինք, թե ավանդական սեւ մետաղների հենարաններն ինչ այլընտրանքով է փոխարինվում: «Մեր ընկերությունում, որը Ռուսաստանում էլեկտրական ցանցերի խոշորագույն օպերատորն է,- ասում է այս կազմակերպության մասնագետը,- մենք երկար ժամանակ փորձել ենք լուծում գտնել ցանցային հենարանների հետ կապված խնդիրների համար, և 1990-ականների վերջին սկսեցինք անցնել. երեսպատված հենարաններ: Սրանք գլանաձև դարակաշարեր են, որոնք պատրաստված են թեքված պրոֆիլից, իրականում խողովակներից, լայնակի կտրվածքով, որոնք ունեն պոլիէդրոնի ձև: Բացի այդ, մենք սկսեցինք կիրառել հակակոռոզիոն պաշտպանության նոր մեթոդներ՝ հիմնականում տաք ցինկապատումը։ Սա մետաղի վրա պաշտպանիչ ծածկույթի կիրառման էլեկտրաքիմիական մեթոդ է: Ագրեսիվ միջավայրում ցինկի շերտը բարակում է, բայց հենարանի կրող մասը մնում է անձեռնմխելի»։

Բացի ավելի մեծ ամրությունից, նոր հենարանները նաև հեշտ են տեղադրվում: Այլևս անկյուններ պտուտակելու կարիք չկա. ապագա հենարանի խողովակային տարրերը պարզապես տեղադրվում են միմյանց մեջ, այնուհետև կապը ամրացվում է: Նման կառույցը հնարավոր է տեղադրել ութից տաս անգամ ավելի արագ, քան վանդակավորը հավաքելը: Համապատասխան վերափոխումների են ենթարկվել նաև հիմնադրամները։ Սովորական բետոնի փոխարեն սկսեցին օգտագործել, այսպես կոչված, պատյանների կույտերը։ Կառուցվածքը իջեցվում է գետնին, դրան կցվում է հակահամաճարակային եզր, և հենարանը ինքնին արդեն տեղադրված է դրա վրա: Նման հենարանների գնահատված ծառայության ժամկետը մինչև 70 տարի է, այսինքն, մոտավորապես երկու անգամ ավելի երկար, քան վանդակավորները:


Մենք սովորաբար այսպես ենք պատկերացնում էլեկտրական օդային գծերի հենարանները։ Այնուամենայնիվ, դասական վանդակավոր կառուցվածքը աստիճանաբար իր տեղը զիջում է ավելի առաջադեմ տարբերակներին` կոմպոզիտային նյութերից պատրաստված բազմակողմանի հենարաններ և հենարաններ:

Ինչու են լարերը բզզում

Իսկ լարե՞րը։ Նրանք կախված են գետնից բարձր և հեռվից նման են հաստ մոնոլիտ մալուխների։ Փաստորեն, բարձրավոլտ լարերը մետաղալարից են։ Ընդհանուր և լայնորեն օգտագործվող մետաղալարն ունի պողպատե միջուկ, որն ապահովում է կառուցվածքային ամրություն և շրջապատված է ալյումինե մետաղալարով, այսպես կոչված, արտաքին շերտերով, որոնց միջոցով փոխանցվում է ընթացիկ բեռը։ Քսուքը դրվում է պողպատի և ալյումինի միջև: Այն անհրաժեշտ է պողպատի և ալյումինի միջև շփումը նվազեցնելու համար, որոնք ունեն ջերմային ընդլայնման տարբեր գործակիցներ: Բայց քանի որ ալյումինե մետաղալարն ունի շրջանաձև խաչմերուկ, պտույտները սերտորեն չեն տեղավորվում միմյանց հետ, մետաղալարի մակերեսն ունի ընդգծված ռելիեֆ: Այս թերությունն ունի երկու հետևանք. Նախ, խոնավությունը ներթափանցում է շրջադարձերի միջև եղած բացերը և դուրս է մղում քսանյութը: Շփումը մեծանում է և կոռոզիայի պայմաններ են ստեղծվում։ Արդյունքում, նման մետաղալարերի ծառայության ժամկետը 12 տարուց ոչ ավելի է: Ծառայության ժամկետը երկարացնելու համար երբեմն մետաղալարերի վրա դրվում են վերանորոգման բռունցքներ, որոնք նույնպես կարող են խնդիրներ առաջացնել (այդ մասին ավելին` ստորև): Բացի այդ, մետաղալարերի այս ձևավորումը նպաստում է օդային գծի մոտ հստակ հստակ բզզոց ստեղծելուն: Դա տեղի է ունենում այն ​​պատճառով, որ 50 Հց փոփոխական լարումը առաջացնում է փոփոխական մագնիսական դաշտ, որն առաջացնում է լարերի առանձին շղթաների թրթռում, ինչը հանգեցնում է նրանց բախման, և մենք լսում ենք բնորոշ բզզոց: ԵՄ երկրներում նման աղմուկը համարվում է ակուստիկ աղտոտում և պայքարում են։ Հիմա մեզ մոտ նման պայքար է սկսվել։


«Այժմ մենք ցանկանում ենք փոխարինել հին լարերը նոր դիզայնի լարերով, որոնք մենք մշակում ենք», - ասում է PJSC Rosseti-ի ներկայացուցիչը: - Սրանք նույնպես պողպատ-ալյումինե լարեր են, բայց այնտեղ մետաղալարն օգտագործվում է ոչ թե կլոր հատվածով, այլ ավելի շուտ՝ տրապեզոիդով։ Պտտումը ստացվում է խիտ, իսկ մետաղալարերի մակերեսը հարթ է, առանց ճաքերի։ Խոնավությունը գրեթե չի կարող ներս մտնել, քսանյութը չի լվանում, միջուկը չի ժանգոտվում, և նման մետաղալարերի ծառայության ժամկետը մոտենում է երեսուն տարի: Նմանատիպ դիզայնի լարերը արդեն օգտագործվում են այնպիսի երկրներում, ինչպիսիք են Ֆինլանդիան և Ավստրիան: Նոր լարերով գծեր կան նաև Ռուսաստանում՝ Կալուգայի մարզում։ Սա Orbit-Sputnik գիծն է՝ 37 կմ երկարությամբ։ Ընդ որում, այնտեղ լարերն ունեն ոչ միայն հարթ մակերես, այլև այլ միջուկ։ Այն պատրաստված է ոչ թե պողպատից, այլ ապակեպլաստիկից։ Նման մետաղալարն ավելի թեթև է, բայց ավելի առաձգական, քան սովորական պողպատ-ալյումինը:

Այնուամենայնիվ, այս ոլորտում դիզայներական վերջին ձեռքբերումը կարելի է համարել ամերիկյան 3M կոնցեռնի կողմից ստեղծված մետաղալարը։ Այս լարերում կրող հզորությունը ապահովվում է միայն հաղորդիչ շերտերով: Միջուկ չկա, բայց շերտերն իրենք ամրացված են ալյումինի օքսիդով, որը բարձր ամրություն է ձեռք բերում։ Այս մետաղալարն ունի գերազանց կրող հզորություն, և ստանդարտ հենարաններով, իր ամրության և ցածր քաշի շնորհիվ, այն կարող է դիմակայել մինչև 700 մ երկարություն (ստանդարտ 250-300 մ) բացվածքների: Բացի այդ, մետաղալարը շատ դիմացկուն է ջերմային բեռների նկատմամբ, ինչը հարմար է դարձնում այն հարավային նահանգներԱՄՆ-ում և, օրինակ, Իտալիայում։ Այնուամենայնիվ, 3M-ից մետաղալարն ունի մեկ նշանակալի թերություն՝ գինը չափազանց բարձր է:


Բնօրինակ «դիզայներ» հենարանները ծառայում են որպես լանդշաֆտի անկասկած զարդարանք, բայց դժվար թե դրանք լայնորեն կիրառվեն: Էլեկտրացանցային ընկերությունների համար առաջնահերթությունը էներգիայի փոխանցման հուսալիությունն է, այլ ոչ թե թանկարժեք «քանդակները»։

Սառույց և լարեր

Օդային էլեկտրահաղորդման գծերն ունեն իրենց բնական թշնամիները: Դրանցից մեկը լարերի սառցակալումն է։ Այս աղետը հատկապես բնորոշ է Ռուսաստանի հարավային շրջաններին։ Մոտ զրոյական ջերմաստիճանի դեպքում ցողունի կաթիլները ընկնում են մետաղալարի վրա և սառչում դրա վրա: Լարի վերին մասում ձևավորվում է բյուրեղյա գլխարկ: Բայց սա միայն սկիզբն է։ Գլխարկը, իր ծանրության տակ, աստիճանաբար պտտում է մետաղալարը՝ մյուս կողմը ենթարկելով սառցակալման խոնավության։ Վաղ թե ուշ մետաղալարի շուրջը սառցե թև է գոյանալու, և եթե թևի քաշը մեկ մետրի համար գերազանցում է 200 կգ-ը, ապա մետաղալարը կկոտրվի, և ինչ-որ մեկը կմնա առանց լույսի։ Rosseti-ն ունի սառույցի հետ վարվելու իր սեփական գիտելիքները: Սառցե լարերով գծի հատվածը անջատված է գծից, բայց միացված է ուղղակի հոսանքի աղբյուրին։ Ուղղակի հոսանք օգտագործելիս մետաղալարի օմմիկ դիմադրությունը կարելի է գործնականում անտեսել և հոսանքներ անցնել, ասենք, երկու անգամ ավելի ուժեղ, քան փոփոխական հոսանքի հաշվարկված արժեքը: Լարը տաքանում է, և սառույցը հալվում է: Լարերը թափում են անհարկի բեռ: Բայց եթե լարերի վրա կան վերանորոգման թևեր, ապա լրացուցիչ դիմադրություն է առաջանում, և այդ ժամանակ մետաղալարը կարող է այրվել:


Մեկ այլ թշնամի է բարձր և ցածր հաճախականության թրթռումները: Օդային գծի ձգված մետաղալարը թել է, որը քամու ազդեցության տակ սկսում է թրթռալ բարձր հաճախականությամբ։ Եթե ​​այս հաճախականությունը համընկնում է մետաղալարի բնական հաճախականության հետ, իսկ ամպլիտուդները համընկնում են, լարը կարող է կոտրվել: Այս խնդիրը հաղթահարելու համար գծերի վրա տեղադրվում են հատուկ սարքեր՝ թրթռումային կափույրներ, որոնք նման են երկու կշիռ ունեցող մալուխի։ Այս դիզայնը, որն ունի իր տատանումների հաճախականությունը, ապամոնտաժում է ամպլիտուդները և թուլացնում թրթռումը:

Նման վնասակար ազդեցությունը, ինչպիսին է «լարերի պարը», կապված է ցածր հաճախականության թրթռումների հետ։ Երբ գծի վրա ընդմիջում է տեղի ունենում (օրինակ՝ սառույցի առաջացման պատճառով), տեղի են ունենում լարերի թրթռումներ, որոնք ավելի են անցնում ալիքով՝ մի քանի բացվածքների միջով։ Արդյունքում հինգից յոթ հենարաններ, որոնք կազմում են խարիսխի բացվածքը (կոշտ մետաղալարով ամրացվող երկու հենարանների միջև հեռավորությունը) կարող է թեքվել կամ նույնիսկ ընկնել: «Պարի» դեմ պայքարի հայտնի միջոցը հարակից լարերի միջև միջֆազային միջակայքերի տեղադրումն է։ Եթե ​​կա spacer, լարերը փոխադարձաբար կխորացնեն իրենց թրթռումները: Մեկ այլ տարբերակ է օգտագործել կոմպոզիտային նյութերից, մասնավորապես, ապակեպլաստեից պատրաստված գծերի հենարանները: Ի տարբերություն մետաղական հենարանների՝ կոմպոզիտայինն ունի առաձգական դեֆորմացիայի հատկություն և հեշտությամբ «կխաղարկի» լարերի թրթռումները՝ թեքվելով, ապա վերականգնելով ուղղահայաց դիրքը։ Նման աջակցությունը կարող է կանխել գծի մի ամբողջ հատվածի կասկադային անկումը:


Լուսանկարում հստակ երևում է ավանդական բարձրավոլտ լարերի և նոր դիզայնի լարերի տարբերությունը։ Կլոր մետաղալարի փոխարեն օգտագործվել է նախապես դեֆորմացված մետաղալար, իսկ պողպատե միջուկի տեղը զբաղեցրել է կոմպոզիտային միջուկը։

Եզակի աջակցություն

Իհարկե, կան բոլոր տեսակի եզակի դեպքեր, որոնք կապված են օդային գծերի անցկացման հետ: Օրինակ, հեղեղված հողում կամ մշտական ​​սառույցի պայմաններում հենարաններ տեղադրելիս հիմքի համար սովորական կույտերը չեն աշխատի: Այնուհետև օգտագործվում են պտուտակավոր կույտեր, որոնք պտուտակի պես պտտվում են գետնի մեջ՝ ամենաամուր հիմքի հասնելու համար։ Առանձնահատուկ դեպք է ջրային լայն պատնեշների էլեկտրահաղորդման գծերի անցումը։ Նրանք օգտագործում են հատուկ բարձր բարձրության հենարաններ, որոնք կշռում են սովորականից տասն անգամ ավելի և ունեն 250-270 մ բարձրություն: Քանի որ բացվածքը կարող է լինել ավելի քան երկու կիլոմետր, օգտագործվում է ամրացված միջուկով հատուկ մետաղալար, որը լրացուցիչ ամրացվում է բեռնման մալուխ: Այսպես է կազմակերպվում, օրինակ, էլեկտրահաղորդման գծի անցումը Կամայի վրայով 2250 մ բացվածքով։


Հենարանների առանձին խումբը ներկայացված է կառույցներով, որոնք նախատեսված են ոչ միայն մետաղալարեր պահելու, այլև որոշակի գեղագիտական ​​արժեք կրելու համար, օրինակ՝ քանդակի հենարաններ։ 2006 թվականին Rosseti ընկերությունը նախաձեռնեց օրիգինալ դիզայնով բևեռների մշակման նախագիծ: Եղել են հետաքրքիր աշխատանք, սակայն դրանց հեղինակները՝ դիզայներները, հաճախ չէին կարողանում գնահատել այդ նախագծերի ինժեներական իրականացման հնարավորությունն ու արտադրական լինելը։ Ընդհանրապես, պետք է ասել, որ բևեռները, որոնցում ներդրված է գեղարվեստական ​​հայեցակարգ, ինչպես, օրինակ, Սոչիի բևեռային գործիչները, սովորաբար տեղադրվում են ոչ թե ցանցային ընկերությունների նախաձեռնությամբ, այլ երրորդ կողմի գովազդի պատվերով։ կամ պետական ​​կազմակերպություններ: Օրինակ՝ ԱՄՆ-ում տարածված է M տառի տեսքով հենարանը՝ ոճավորված որպես McDonald's արագ սննդի ցանցի տարբերանշան։

Երեկոյան քամին այնտեղ զովություն է շնչում, և խշշում է տերևների մեջ Ու ճոճում է ճյուղերը Ու համբուրում տավիղը... Բայց քնարը լռում է... ................... ...... ............ Եվ հանկարծ... լռությունից բարձրացավ երկար մտածված ղողանջը:

Վ.Ժուկովսկի. «Էոլյան տավիղ»

Նույնիսկ հին հույները նկատեցին, որ քամու մեջ ձգվող լարը երբեմն սկսում է մեղեդային հնչել՝ երգել։ Թերևս այն ժամանակ էլ հայտնի էր էոլյան տավիղը, որը կոչվում էր քամու աստծու՝ Էոլի անունով։ Էոլյան տավիղը կազմված է շրջանակից, որի վրա ձգվում են մի քանի լար. այն տեղադրվում է մի վայրում, որտեղ թելերը քամում են: Նույնիսկ եթե դուք սահմանափակվում եք մեկ լարով, կարող եք ստանալ մի շարք տարբեր հնչերանգներ: Նման մի բան, բայց հնչերանգների շատ ավելի փոքր բազմազանությամբ, տեղի է ունենում, երբ քամին շարժման մեջ է դնում հեռագրական լարերը:

Բավական երկար ժամանակ այս երևույթը և շատ այլ երևույթներ, որոնք կապված էին մարմինների շուրջ օդի և ջրի հոսքի հետ, բացատրված չէին: Միայն Նյուտոնը՝ ժամանակակից մեխանիկայի հիմնադիրը, ներկայացրեց առաջին գիտական ​​մոտեցումը նման խնդիրների լուծմանը։

Նյուտոնի կողմից հայտնաբերված հեղուկի կամ գազի մեջ մարմինների շարժման նկատմամբ դիմադրության օրենքի համաձայն, դիմադրության ուժը համաչափ է արագության քառակուսու հետ.

F = Kρv 2 Ս.

Այստեղ v-ն մարմնի արագությունն է, S-ը նրա հատվածի մակերեսն է, որը ուղղահայաց է արագության ուղղությանը, ρ-ն հեղուկի խտությունն է:

Հետագայում պարզվեց, որ Նյուտոնի բանաձեւը միշտ չէ, որ ճիշտ է։ Երբ մարմնի արագությունը փոքր է արագության համեմատ ջերմային շարժումմոլեկուլներ, Նյուտոնի դիմադրության օրենքն այլևս չի գործում:

Ինչպես արդեն քննարկել ենք նախորդ բաժիններում, մարմնի բավական դանդաղ շարժման դեպքում դիմադրության ուժը համաչափ է նրա արագությանը (Սթոքսի օրենք), և ոչ թե քառակուսուին, ինչպես դա տեղի է ունենում արագ շարժման դեպքում։ Նման իրավիճակ է առաջանում, օրինակ, երբ փոքր անձրեւի կաթիլները շարժվում են ամպի մեջ, երբ նստվածքը նստում է բաժակի մեջ, երբ A նյութի կաթիլները շարժվում են «Կախարդական լամպում»։ Այնուամենայնիվ, մեջ ժամանակակից տեխնոլոգիաԻր արագ արագությամբ, Նյուտոնի քաշքշուկի օրենքը սովորաբար գործում է:

Թվում է, թե քանի որ դիմադրության օրենքները հայտնի են, կարելի է բացատրել լարերի բզզոցը կամ էոլյան տավիղի երգը։ Բայց դա այդպես չէ: Ի վերջո, եթե դիմադրության ուժը մշտական ​​լիներ (կամ աճեր արագությամբ), ապա քամին պարզապես կքաշեր լարը և չէր գրգռի նրա ձայնը:

Ինչ է պատահել? Լարի ձայնը բացատրելու համար պարզվում է, որ դիմադրության ուժի մասին մեր նոր վերլուծած պարզ գաղափարները բավարար չեն։ Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք անշարժ մարմնի շուրջ հեղուկի հոսքի որոշ տեսակներ (սա ավելի հարմար է, քան դիտարկել մարմնի շարժումը անշարժ հեղուկում, և պատասխանը, իհարկե, նույնը կլինի):

Նայեք թզ. 1. Սա հեղուկի ցածր արագության դեպք է Հեղուկի հոսքագծերը պտտվում են մխոցի շուրջը (նկարը ցույց է տալիս հատվածը) և սահուն շարունակվում են նրա հետևում: Նման հոսքը կոչվում է շերտավոր. Դիմադրության ուժն այս դեպքում պայմանավորված է հեղուկի ներքին շփումով (մածուցիկություն) և համաչափ է v. Հեղուկի արագությունը ցանկացած վայրում, ինչպես նաև դիմադրության ուժը, կախված չէ ժամանակից (հոսք ստացիոնար) Այս դեպքը մեզ չի հետաքրքրում։

Բայց նայեք թուզին. 2. Հոսքի արագությունը մեծացել է, և մխոցի հետևի հատվածում հայտնվել են հեղուկի հորձանուտներ՝ պտույտներ։ Շփումն այս դեպքում այլևս ամբողջությամբ չի որոշում գործընթացի բնույթը: Իմպուլսի փոփոխությունները սկսում են ավելի ու ավելի կարևոր դեր խաղալ, որոնք տեղի են ունենում ոչ թե մանրադիտակային մասշտաբով, այլ մարմնի չափի համեմատելի մասշտաբով: Դիմադրության ուժը համամասնական է դառնում v 2-ին:

Եվ վերջապես, նկ. 3, հոսքի արագությունն էլ ավելի մեծացավ, և պտուտները շարվեցին կանոնավոր շղթաներով։ Ահա, հանելուկը բացատրելու բանալին: Պտույտների այս շղթաները, որոնք պարբերաբար փախչում են լարային երեսից, գրգռում են նրա ձայնը, ինչպես որ կիթառի լարերը հնչում են երաժշտի մատների պարբերական հպումներից։

Հզոր մարմնի հետևում հորձանուտների ճիշտ դասավորության ֆենոմենն առաջին անգամ փորձնականորեն ուսումնասիրել է գերմանացի ֆիզիկոս Բենարդը մեր դարասկզբին։ Բայց միայն շուտով հաջորդած Կարմանի ստեղծագործությունների շնորհիվ նման միտումը, որը սկզբում շատ յուրօրինակ էր թվում, բացատրություն ստացավ։ Այս գիտնականի անունով պարբերական պտույտների համակարգը այժմ կոչվում է Կարմանի ուղի։

Քանի որ արագությունը ավելի է մեծանում, պտուտները ավելի ու ավելի քիչ ժամանակ ունեն տարածվելու համար մեծ տարածքհեղուկներ. Պտտվող գոտին նեղանում է, պտուտները խառնվում են, իսկ հոսքը դառնում է քաոսային և անկանոն ( բուռն) Ճիշտ է, շատ բարձր արագություններով, վերջին փորձերը բացահայտեցին որոշ նոր պարբերականության տեսք, բայց դրա մանրամասները դեռ պարզ չեն:

Կարող է թվալ, թե Կարմանի հորձանուտ փողոցն արդար է գեղեցիկ երեւույթբնությունը, գործնական նշանակություն չունի։ Բայց դա այդպես չէ: Հաղորդման գծերի լարերը նույնպես տատանվում են մշտական ​​արագությամբ փչող քամու ազդեցությամբ՝ հորձանուտների թափվելու պատճառով։ Այն վայրերում, որտեղ լարերը ամրացված են հենարաններին, առաջանում են զգալի ուժեր, որոնք կարող են հանգեցնել ոչնչացման։ Բարձր ծխնելույզները քամու ազդեցության տակ օրորվում են.

Այնուամենայնիվ, Ամերիկայի Տակոմա կամրջի տատանումները, անշուշտ, ձեռք են բերել ամենալայն համբավը: Այս կամուրջը կանգուն մնաց ընդամենը մի քանի ամիս և փլուզվեց 1940 թվականի նոյեմբերի 7-ին։ Նկ. 4-ը ցույց է տալիս կամրջի տեսքը տատանման ժամանակ: Փոթորիկները պոկվել են կամրջի երթեւեկելի մասի կրող կառուցվածքից. Երկար հետազոտություններից հետո կամուրջը նորից կանգնեցվեց, միայն քամուց փչած մակերեսներն այլ տեսք ունեին։ Այսպիսով, կամրջի թրթռում առաջացնող պատճառը վերացվել է։