Творческое задание, страница 140 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

Творческое задание

Подготовьте сообщение по темам (на выбор):

1. «Из истории создания Усть-Каменогорского конденсаторного завода»

2. «Технология производства конденсаторов и экологические проблемы»

1. «Из истории создания Усть-Каменогорского конденсаторного завода»

Усть-Каменогорский конденсаторный завод (УККЗ) является одним из знаковых промышленных предприятий Казахстана с богатой и сложной историей. Его создание и развитие тесно связаны с индустриализацией Советского Союза.

Основание и советский период. Решение о строительстве завода в Усть-Каменогорске было принято Советом Министров СССР в 1950-х годах в рамках программы по развитию электротехнической промышленности. Строительство началось в 1957 году, а уже 28 апреля 1959 года завод был официально введен в эксплуатацию. Он был спроектирован как крупнейшее в СССР предприятие по производству силовых конденсаторов. Продукция завода была критически важна для нужд энергетики и промышленности всей страны: конденсаторы использовались для компенсации реактивной мощности, что повышало эффективность работы электросетей и крупных промышленных установок. В свои лучшие годы УККЗ производил огромный объем продукции, которая поставлялась во все уголки Советского Союза и экспортировалась более чем в 30 стран мира.

Продукция и технологии. Завод выпускал широкий ассортимент конденсаторов: силовые косинусные, для электротермических установок, импульсные и многие другие. До конца 1980-х годов в качестве диэлектрической жидкости в производстве высоковольтных конденсаторов широко использовались полихлорированные бифенилы (ПХБ), известные в СССР под марками «Совтол» и «Совол». Эти вещества обладали прекрасными диэлектрическими свойствами и негорючестью, что делало их идеальными для мощного электрооборудования. Однако в то время их пагубное влияние на окружающую среду и здоровье человека не было полностью оценено.

Постсоветский период и современность. После распада СССР завод, как и многие промышленные гиганты, столкнулся с серьезными экономическими трудностями. Он был преобразован в акционерное общество. Производство конденсаторов с ПХБ было полностью прекращено в соответствии с международными и внутренними требованиями. Завод перешел на использование экологически безопасных диэлектрических материалов. Сегодня АО «Усть-Каменогорский конденсаторный завод» продолжает свою деятельность, выпуская современные виды конденсаторов. Однако одной из самых серьезных проблем, унаследованных от прошлого, остается утилизация огромного количества ПХБ-содержащих отходов и старого оборудования, что представляет собой серьезную экологическую задачу для предприятия и региона в целом.

Ответ: Сообщение об истории Усть-Каменогорского конденсаторного завода, охватывающее периоды его создания, расцвета в советское время и деятельности в современных условиях, подготовлено.

2. «Технология производства конденсаторов и экологические проблемы»

Конденсатор – это устройство, способное накапливать электрический заряд. Его простейшая конструкция включает две проводящие пластины (обкладки), разделенные слоем диэлектрика. Технология производства и используемые материалы определяют характеристики конденсатора и его воздействие на окружающую среду.

Технология производства. Процесс создания, особенно силовых конденсаторов, включает несколько ключевых этапов:

1. Подготовка материалов: В качестве обкладок используется тонкая алюминиевая фольга, а в качестве диэлектрика – специальная бумага или полимерные пленки (например, полипропиленовая).
2. Намотка секций: Ленты фольги и диэлектрика наматываются на специальном станке в плотные рулоны (секции). От точности этого процесса зависят будущие электрические параметры изделия.
3. Сушка и пропитка: Секции помещают в вакуумные печи для удаления влаги и воздуха. После этого их пропитывают жидким диэлектриком. Эта жидкость заполняет все поры, значительно повышая электрическую прочность и улучшая теплоотвод.
4. Сборка: Пропитанные секции устанавливают в металлический корпус, соединяют с выводами и герметично закрывают. Герметизация необходима для предотвращения утечки диэлектрической жидкости и защиты от внешних воздействий.
5. Контроль качества: Каждый готовый конденсатор проходит серию электрических испытаний для проверки его соответствия заявленным характеристикам (ёмкость, рабочее напряжение, тангенс угла потерь и др.).

Экологические проблемы. Основная экологическая проблема, связанная с производством конденсаторов в XX веке, – это использование полихлорированных бифенилов (ПХБ) в качестве жидкого диэлектрика.

• Опасность ПХБ: ПХБ – это группа синтетических химических веществ, которые относятся к стойким органическим загрязнителям (СОЗ). Они чрезвычайно токсичны, являются канцерогенами, нарушают работу иммунной, репродуктивной и нервной систем. Главная их опасность в том, что они практически не разлагаются в природе и способны накапливаться в живых организмах, передаваясь по пищевой цепи и усиливая свою концентрацию (биомагнификация).
• Источники загрязнения: Утечки из старого, вышедшего из строя или поврежденного оборудования (конденсаторов, трансформаторов) являются главным источником загрязнения окружающей среды ПХБ. Неправильная утилизация таких устройств приводит к заражению почвы, грунтовых вод и водоемов на десятилетия.
• Современные решения: В настоящее время производство и использование ПХБ запрещено во всем мире в соответствии со Стокгольмской конвенцией о СОЗ. Современные силовые конденсаторы производятся с использованием экологически безопасных, нетоксичных и биоразлагаемых диэлектрических жидкостей (например, на основе синтетических эфиров или растительных масел). Также широко применяются «сухие» конденсаторы с металлизированной полипропиленовой пленкой, которые не содержат жидкого диэлектрика вовсе. Однако глобальной проблемой остается безопасное хранение и уничтожение огромного количества уже произведенного в мире ПХБ-содержащего оборудования.

Ответ: Сообщение, раскрывающее основные этапы технологии производства конденсаторов и связанные с этим экологические проблемы, в частности опасность использования полихлорированных бифенилов (ПХБ) и современные безопасные альтернативы, подготовлено.