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介观体系的电子输运特性研究论文

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介观体系的电子输运特性研究论文

品 名:超导陶瓷拼音:chao1dao3tao2ci2英文名称:superconductivity ceramics说明:具有超导性的陶瓷材料。其主要特性是在一定临界温度下电阻为零即所谓零阻现象。在磁场中其磁感应强度为零,即抗磁现象或称迈斯纳效应(Meissner effect)。高临界温度(90开以上)的超导陶瓷材料组成有YBa2Cu3O7-δ,Bi2Sr2Ca2Cu3O10,Tl2Ba2Ca2Cu3O10。超导陶瓷在诸如磁悬浮列车、无电阻损耗的输电线路、超导电机、超导探测器、超导天线、悬浮轴承、超导陀螺以及超导计算机等强电和弱电方面有广泛应用前景。奇异的超导陶瓷1973年,人们发现了超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为23.2K,该记录保持了13年。1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧-钡-铜-氧)具有35K的高温超导性,打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念,引起世界科学界的轰动。此后,科学家们争分夺秒地攻关,几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。1986年底,美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料,其临界超导温度达到40K,液氢的“温度壁垒”(40K)被跨越。1987年2月,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的禁区(77K)也奇迹般地被突破了。1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度竟然提高了100K以上,这在材料发展史,乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹!高温超导材料的不断问世,为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。

1. 超导物理学和强关联电子系统:研究掺杂莫特绝缘体的物性,包括高温超导体在内的各种非常规超导体的超导机理与物性,钙钛矿氧化物物理学,铁电体介电体物理学,多铁性系统相变,磁电耦合物理与材料制备,功能陶瓷薄膜和异质结材料及应用等2. 介观物理学和电子输运:研究自旋电子学,介观体系中的量子输运过程和新奇量子效应,如掺杂锰氧化物中的巨磁电阻效应、纳米异质结构中的隧道磁电阻效应、铁磁/超导隧道结等。研究的基本问题包括如何预计纳米结构中的电流性质、电子电子互作用对电流性质的影响、电子的自旋自由度对输运特性的影响,以及纳米结构中热输运的性质等。这些问题的回答将有助于未来新一代微纳电子器件的设计。3. 计算凝聚态物理和材料设计:通过计算模拟的办法研究碳纳米管、钙钛矿氧化物、稀磁半导体等物理体系的电子输运特性、光学性质、力学性质和磁学性质等多种物性。为设计新一代纳米器件提供材料和物理基础。4. 磁性物理学:研究纳米材料的磁性与自旋相关的输运性质及其与微结构的关联。例如: 磁性纳米颗粒的小尺寸效应,表面效应; 纳米线阵列的磁性; 磁电阻效应, 磁光效应, 磁热效应,薄膜与颗粒膜的反常霍尔效应; 纳米微晶软磁与永磁材料; 半金属与赝金属材料; 稀磁半导体材料的研究等。这一方向的研究内容还包括利用自旋极化的扫描隧道显微镜研究磁性纳米结构的物性。5. 团簇物理学:研究多种团簇结构的各种物性,例如金属和半导体团簇的结构和性质,团簇组装纳米结构的量子性质,金属和氧化物纳米线的结构和性质,包裹团簇的热力学性质——纳米喷,以及激光调控磁性半导体纳米结构等。6. 固态量子信息和量子计算:主要研究领域是超导量子计算和超导器件,以及宏观量子相关现象。实验观测到约瑟夫森节中的量子相干振荡,不仅证实了量子力学可以应用于宏观变量,而且开创了运用超导器件实现量子计算机的广阔前景。

物理学作为研究其他自然科学不可缺少的基础,其长期发展形成的科学研究 方法 已广泛应用到各学科当中。下面是我为大家整理的物理学博士论文,供大家参考。

《 物理学在科技创新中的效用 》

摘要:论述了X射线的发现,不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大发现;半导体的发明,使微电子产业称雄20世纪,并促进信息技术的高速发展,物理学是计算机硬件的基础;原子能理论的提出,使原子能逐步取代石化能源,给人类提供巨大的清洁能源;激光理论的提出及激光器的发明,使激光在工农业生产、医疗、通信、军事上得到广泛应用;蓝光LED的发明,将点亮整个21世纪.事实告诉我们,是物理学推动科技创新,由此得出结论:物理学是科技创新的源泉.昭示人们,高校作为培养人才的场所,理工科要重视大学物理课程.

关键词:X射线;半导体;原子能;激光;蓝光LED;科技创新;大学物理

1引言

物理学是一门研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用以及最一般的运动规律的科学[1-3],其内容广博、精深,研究方法多样、巧妙,被视为一切自然科学的基础.纵观物理学发展历史可以发现:其蕴含的科学思维和科学方法能够有效促进学生能力的培养和知识的形成,同时,其每一次新的发现都会带动人类社会的科技创新和科技发展.正因如此,大学物理成为了高等学校理、工科专业必修的一门基础课程.按照 教育 部颁发的相关文件要求[4-5],大学物理课程最低学时数为126学时,其中理科、师范类非物理专业不少于144学时;大学物理实验最低学时数为54学时,其中工科、师范类非物理专业不少于64学时.然而调查显示,众多高校(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁发的课程基本要求开设大学物理及其实验课程.他们往往打着“宽口径、应用型”的晃子,大幅压缩大学物理和大学物理实验课程的学时,如今,大学物理及其实验课程的总学时数实际仅为32-96学时,远远低于教育部要求的最低标准(180学时).试问这么少的课时怎么讲丰富、深奥的大学物理?怎么能够真正发挥出大学物理的作用?于是有的院、系要求只讲力学,有的要求只讲热学,有的则要求只讲电磁学,…面对这种情况,大学物理的授课教师在无奈状态下讲授大学物理.从《大学物理课程 报告 论坛》上获悉,这不是个别学校的做法,在全国具有普遍性.殊不知,力、热、光、电磁、原子是一个完整的体系,相互联系,缺一不可.这种以消减教学内容为代价,解决课时不足的做法,就如同削足适履,是对教育规律不尊重,是管理者思想意识落后的一种体现.本文且不论述物理学是理工科必修的一门基础课,只论及物理学是科技创新的源泉这一命题,以期提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识.

2物理学是科技创新的源泉

且不说力学和热力学的发展,以蒸汽机为标志引发了第一次工业革命,欧洲实现了机械化;且不说库伦、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展,以电动机为标志引发了第二次工业革命,欧美实现了电气化.这两次工业革命没有发生在中国,使中国近代落后了.本文着重论述近代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用,从而得出结论:物理学是科技创新的源泉.1895年,威廉•伦琴(WilhelmR魻ntgen)发现X射线,这种射线在电场、磁场中不发生偏转,穿透能力很强,由于当时不知道它是什么,故取名X射线.直到1912年,劳厄(MaxvonLaue)用晶体中的点阵作为衍射光栅,确定它是一种光波,波长为10-10m的数量级[6].伦琴获1901年诺贝尔物理学奖,他发现的X射线开创了医学影像技术,利用X光机探测骨骼的病变,胸腔X光片诊断肺部病变,腹腔X光片检测肠道梗塞.CT成像也是利用X射线成像,CT成像既可以提供二维(2D)横切面又可以提供三维(3D)立体表现图像,它可以清楚地展示被检测部位的内部结构,可以准确确定病变位置.当今,各医院都设置放射科,X射线在医学上得到充分利用.X射线的发现不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大科学发现.1913-1914年,威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•劳仑斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6,P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d为晶格常数,α为入射光与晶面夹角,λ为X射线波长.布拉格父子提出使用X射线衍射研究晶体原子、分子结构,创立了X射线晶体结构分析这一学科,布拉格父子获1915年诺贝尔物理学奖.当今,X射线衍射仪不仅在物理学研究,而且在化学、生物、地质、矿产、材料等学科得到广泛应用,所有从事自然科学研究的科研院所和大多数高等学校都有X射线衍射仪,它是研究物质结构的必备仪器.1907年,威廉•汤姆孙(W•Thomson)发现电子,电子质量me=9.11×10-31kg,电子荷电e=-1.602×10-19C.电子的荷电性引发了20世纪产生革命.1947年,美国的巴丁、布莱顿和肖克利研究半导体材料时,发现Ge晶体具有放大作用,发明了晶体三极管,很快取代电子管,随后晶体管电路不断向微型化发展.1958年,美国的工程师基尔比制成第一批集成电路.1971年,英特尔公司的霍夫把计算机的中央处理器的全部功能集成在一块芯片上,制成世界上第一个微处理器.80年代末,芯片上集成的元件数已突破1000万大关.微电子技术改变了人类生活,微电子技术称雄20世纪,进入21世纪微电子产业仍继续称雄.到各个工业区看看,发现电子厂比比皆是,这真是小小电子转动了整个地球啊!电子不仅具有荷电性,还具有荷磁性.

1925年,乌伦贝克—哥德斯密脱(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假说,每个电子都具有自旋角动量S轧,它在空间任意方向上的投影只可能取两个数值,Sz=±h2;电子具有荷磁性,每个电子的磁矩为MSz=芎μB(μB为玻尔磁子)[7].电子的荷磁性沉睡了半个多世纪,直到1988年阿贝尔•费尔(AlberFert)和彼得•格林贝格尔(PeterGrünberg)发现在Fe/Cr多层膜中,材料的电阻率受材料磁化状态的变化呈显著改变,其机理是相临铁磁层间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合,不加磁场时电阻率大,当外加磁场时,相邻铁磁层的磁矩方向排列一致,对电子的散射弱,电阻率小.利用磁性控制电子的输运,提出巨磁电阻效应(giantmagnetoresistance,GMR),磁电阻MR定义MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)为零场下的电阻率,ρ(H)为加场下的电阻率[8].GMR效应的发现引起科技界强烈关注,1994年IBM公司依据巨磁电阻效应原理,研制出“新型读出磁头”,此前的磁头是用锰铁磁体,磁电阻MR只有1%-2%,而新型读出磁头的MR约50%,将磁盘记录密度提高了17倍,有利于器件小型化,利用新型读出磁头的MR才出现 笔记本 电脑、MP3等,GMR效应在磁传感器、数控机库、非接触开关、旋转编码器等方面得到广泛应用.阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔获2007年诺贝尔物理学奖.1993年,Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中观察到MR高达105%,称为庞磁电阻(Colossalmagnetoresistance,CMR),钙钛矿氧化物中有如此高的磁电阻,在磁传感、磁存储、自旋晶体管、磁制冷等方面有着诱人的应用前景,引起凝聚态物理和材料科学科研人员的极大关注[10-12].然而,CMR效应还没有得到实际应用,原因是要实现大的MR需要特斯拉量级的外磁场,问题出在CMR产生的物理机制还没有真正弄清楚.1905年,爱因斯坦提出[13]:“就一个粒子来说,如果由于自身内部的过程使它的能量减小了,它的静质量也将相应地减小.”提出著名的质能关系式△E=△m莓C2式中△m.表示经过反应后粒子的总静质量的减小,△E表示核反应释放的能量.爱因斯坦又提出实现热核反应的途径:“用那些所含能量是高度可变的物体(比如用镭盐)来验证这个理论,不是不可能成功的.”按照爱因斯坦的这一重大物理学理论,1938年物理学家发现重原子核裂变.核裂变首先被用于战争,1945年8月6日和9日,美国对日本的广岛和长崎各投下一颗原子弹,迫使日本接受《波茨坦公告》,于8月15日宣布无条件投降.后来原子能很快得到和平利用,1954年莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行.2009年,美国有104座核电站,核电站发电量占本国发电总量的20%,法国有59台机组,占80%;日本有55座核电站,占30%.截至2015年4月,我国运行的核电站有23座,在建核电站有26座,产能为21.4千兆瓦,核电站发电量占我国发电总量不足3%,所以我国提出大力发展核电,制定了到2020年核电装机总容量达到58千兆瓦的目标.核能的利用,一方面减少了化石能源的消耗,从而减少了产生温室效应的气体———二氧化碳的排放,另一方面有力地解决能源危机.利用海水中的氘和氚发生核聚变可以产生巨大能量,受控核聚变正在研究中,若受控核聚变研究成功将为人类提供取之不尽用之不竭的能量.那时,能源危机彻底解除.

20世纪最杰出的成果是计算机,物理学是计算机硬件的基础.从1946年计算机问世以来,经历了第一至第五代,计算机硬件中的电子元件随着物理学的进步,依次经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路;主存储器用的是磁性材料,随着物理学的进步,磁性材料的性能越来越高,计算机的硬盘越来越小.近日在第十六届全国磁学和磁性材料会议(2015年10月21—25日)上获悉,中科院强磁场中心、中科院物理所等,正在对斯格明子(skyrmions)进行攻关,斯格明子具有拓扑纳米磁结构,将来的笔记本电脑的硬盘只有花生大小,ipod平板电脑的硬盘缩小到米粒大小.量子力学催生出隧道二极管,量子力学指导着研究电子器件大小的极限,光学纤维的发明为计算机网络提供数据通道.

1916年,爱因斯坦提出光受激辐射原理,时隔44年,哥伦比亚大学的希奥多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一台激光器[14].由于激光具有单色性好,相干性好,方向性好和亮度高等特点,在医疗、农业、通讯、金属微加工,军事等方面得到广泛应用.激光在其他方面的应用暂不展开论述,只谈谈激光加工技术在工业生产上的应用.激光加工技术对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工等,激光加工技术具有突出特点:不接触加工工件,对工件无污染;光点小,能量集中;激光束容易聚焦、导向,便于自动化控制;安全可靠,不会对材料造成机械挤压或机械应力;切割面光滑、无毛刺;切割面细小,割缝一般在0.1-0.2mm;适合大件产品的加工等.在汽车、飞机、微电子、钢铁等行业得到广泛应用.2014年,仅我国激光加工产业总收入约270亿人民币,其中激光加工设备销售额达215亿人民币.

2014年,诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科学家,是因为他们发明了蓝色发光二极管(LED),帮助人们以更节能的方式获得白光光源.他们的突出贡献在于,在三基色红、绿、蓝中,红光LED和绿光LED早已发明,但制造蓝光LED长期以来是个难题,他们三人于20世纪90年代发明了蓝光LED,这样三基色LED全被找到了,制造出来的LED灯用于照明使消费者感到舒适.这种LED灯耗能很低,耗能不到普通灯泡的1/20,全世界发的电40%用于照明,若把普通灯泡都换成LED灯,全世界每个节省的电能数字惊人!物理学研究给人类带来不可估量的益处.2010年,英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov),因发明石墨烯材料,获得诺贝尔物理学奖.目前,集成电路晶体管普遍采用硅材料制造,当硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管.此外,石墨烯高度稳定,即使被切成1纳米宽的元件,导电性也很好.因此,石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命[14].2012年,法国科学家沙吉•哈罗彻(SergeHaroche)与美国科学家大卫•温兰德(DavidJ.win-land),在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”.他们的突破性的方法,使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步[16].

2013年,由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.早在2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系,薛其坤等在这一理论指导下开展实验研究,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗.而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,电子自旋向上的在一个跑道上,自旋向下的在另一个跑道上,犹如在高速公路上,它们在各自的跑道上“一往无前”地前进,不产生电子相互碰撞,不会产生热能损耗.通过密度集成,将来计算机的体积也将大大缩小,千亿次的超级计算机有望做成现在的iPad那么大.因此,这一科研成果的应用前景十分广阔[17].物理学的每一个重大发现、重大发明,都会开辟一块新天地,带来产业革命,推动社会进步,创造巨大物质财富.纵观科学与技术发展史,可以看出物理学是科技创新的源泉.

3结语

论述了X射线,电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明对人类进步的巨大推动作用,自然得出结论,物理学是科技创新的源泉.打开国门看一看,美国的著名大学非常注重大学物理,加州理工大学所有一、二年级的公共物理课程总学时为540,英、法、德也在400-500学时[18].国内高校只有中国科学技术大学的大学物理课程做到了与国际接轨,以他们的数学与应用数学为例,大一开设:力学与热学80学时,大学物理—基础实验54学时;大二开设:电磁学80学时,光学与原子物理80学时,大学物理—综合实验54学时;大三开设:理论力学60学时,大学物理及实验总计408学时.在大力倡导全民创业万众创新的今天,高等学校理所应当重视物理学教学.各高校的理工科要按照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会颁发的《非物理类理工学科大学物理课程/实验教学基本要求》给足大学物理课程及大学物理实验课时.

参考文献:

〔1〕祝之光.物理学[M].北京:高等教育出版社,2012.1-10.

〔2〕马文蔚,周雨青.物理学教程[M].北京:高等教育出版社,2006.I-V1.

〔3〕倪致祥,朱永忠,袁广宇,黄时中,大学物理学[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2005.前言.

〔4〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求[J].物理与工程,2006,16(5)

〔5〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理实验课程教学基本要求[J].物理与工程,2006,16(4):1-3.

〔6〕姚启钧,光学教程[M].北京;高等教育出版社,2002.138-139.

〔7〕张怪慈.量子力学简明教授[M].北京:人民教育出版社,1979.182-183.

〔8〕孙阳(导师:张裕恒).钙钛矿结构氧化物中的超大磁电阻效应及相关物性[D].中国科学技术大学,2001.10-11.

《 应用物理学专业光伏技术培养方案研究 》

一、开设半导体材料及光伏技术方向的必要性

由于我校已经有材料与化学工程学院,开设了高分子、化工类材料、金属材料等专业,应用物理、物理学专业的方向就只有往半导体材料及光伏技术方向靠,而半导体材料及光伏技术与物理联系十分紧密。因此,我们物理系开设半导体材料及光伏技术有得天独厚的优势。首先,半导体材料的形成原理、制备、检测手段都与物理有关;其次,光伏技术中的光伏现象本身就是一种物理现象,所以只有懂物理的人,才能将物理知识与这些材料的产生、运行机制完美地联系起来,进而有利于新材料以及新的太阳能电池的研发。从半导体材料与光伏产业的产业链条来看,硅原料的生产、硅棒和硅片生产、太阳能电池制造、组件封装、光伏发电系统的运行等,这些过程都包含物理现象和知识。如果从事这个职业的人懂得这些现象,就能够清晰地把握这些知识,将对行业的发展起到很大的推动作用。综上所述,不仅可以在我校的应用物理学专业开设半导体材料及光伏技术方向,而且应该把它发展为我校应用物理专业的特色方向。

二、专业培养方案的改革与实施

(一)应用物理学专业培养方案改革过程

我校从2004年开始招收应用物理学专业学生,当时只是粗略地分为光电子方向和传感器方向,而课程的设置大都和一般高校应用物理学专业的设置一样,只是增设了一些光电子、传感器以及控制方面的课程,完全没有自己的特色。随着对学科的深入研究,周边高校的互访调研以及自贡和乐山相继成为国家级新材料基地,我们逐步意识到半导体材料及光伏技术应该是一个应用物理学专业的可持续发展的方向。结合我校的实际情况,我们从2008年开始修订专业培养方案,用半导体材料及光伏技术方向取代传感器方向,成为应用物理学专业方向之一。在此基础上不断修改,逐步形成了我校现有的应用物理专业的培养方案。我们的培养目标:学生具有较扎实的物理学基础和相关应用领域的专业知识;并得到相关领域应用研究和技术开发的初步训练;具备较强的知识更新能力和较广泛的科学技术适应能力,使其成为具有能在应用物理学科、交叉学科以及相关科学技术领域从事应用研究、教学、新技术开发及管理工作的能力,具有时代精神及实践能力、创新意识和适应能力的高素质复合型应用人才。为了实现这一培养目标,我们在通识教育平台、学科基础教育平台、专业教育平台都分别设有这方面的课程,另外还在实践教育平台也逐步安排这方面的课程。

(二)专业培养方案的实施

为了实施新的培养方案,我们从几个方面来入手。首先,在师资队伍建设上。一方面,我们引入学过材料或凝聚态物理的博士,他们在半导体材料及光伏技术方面都有自己独到的见解;另一方面,从已有的教师队伍中选出部分教师去高校或相关的工厂、公司进行短期的进修培训,使大家对半导体材料及光伏技术有较深的认识,为这方面的教学打下基础。其次,在教学改革方面。一方面,在课程设置上,我们准备把物理类的课程进行重新整合,将关系紧密的课程合成一门。另一方面,我们将应用物理学专业的两个方向有机地结合起来,在光电子技术方向的专业课程设置中,我们有意识地开设了一些课程,让半导体材料及光伏技术方向的学生能够去选修这些课程,让他们能够对光伏产业的生产、检测、装备有更全面的认识。最后,在实践方面。依据学校资源共享的原则,在材料与化学工程学院开设材料科学实验和材料专业实验课程,使学生对材料的生产、检测手段有比较全面的认识,并开设材料科学课程设计,让学生能够把理论知识与实践联系起来,为以后在工作岗位上更好地工作打下坚实的基础。

三、 总结

半导体材料及光伏行业是我国大力发展的新兴行业,受到国家和各省市的大力扶持,符合国家节能环保的主旋律,发展前景十分看好。由于我们国家缺乏这方面的高端人才和行业指挥人,在这个行业还没有话语权。我们的产品大都是初级产品或者是行业的上游产品,没有进行深加工。目前行业正处在发展的困难时期,但也正好为行业的后续发展提供调整。只要我们能够提高技术水平和产品质量,并积极拓展国内市场,这个行业一定会有美好的前景。要提高技术水平和产品质量,就需要有这方面的技术人才,而高校作为人才培养的主要基地,有责任肩负起这个重任。由于相关人才培养还没有形成系统模式,这就更需要高校和企业紧密联系,共同努力,为半导体材料及光伏产业的人才培养探索出一条可持续发展的光明大道,也为我国的新能源产业发展做出自己的贡献。

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电力传输系统特性研究论文

低压电力线载波通信技术及应用探讨论文

摘要: 低压电力线载波通信是以低压配电线作为信息传输媒介进行数据或语音等传输的一种特殊通信方式,电力线网络覆盖范围的广泛决定了其具有相当大的潜在利用价值。国外对此研究已有近百年的历史,在理论和技术上有着绝对的优势。我国外对其进行的研究起步很早,到目前为止也取得了相当大的成绩,而我国电力网络比较独特,同时对这项技术的研究也直到近些年才开始,这些都决定了我们积极进行这项技术研究的迫切性。本文将重点讨论低压电力载波通信的基本原理、通信信道特性和建模、低压电力载波通信系统的网络组网,对各种关键技术和各类载波芯片及模块进行比对分析。

关键词: 低压电力线;载波通信;技术应用

1低压电力线通信系统设计策略

低压电力线载波通讯的质量在实际操作中受到很多方面因素的影响,其中最重要的两个方面包括通讯信道的阻抗特性和衰减性,以及噪声干扰,抗阻性将直接制约信号的传输距离,而噪声干扰则严重影响通讯的质量。可以说这两个因素直接决定通信系统的成败。只有将这两方面进行有针对性的分析和研究才能对低压电力通讯系统进行较为周全的设计,而针对这些特征,对通信系统的设计要对如下方面充分考虑:1)由于电力线的抗阻的设计和材料的应用决定了其抗阻一般比较小,所以通信系统发送端和接收端抗阻要尽可能的控制,不能因抗阻的不匹配导致能量在传输过程中有过大的损失;

2)高频信号在室内电力线上进行传输时会有较大程度的衰减。并且具有时变性的干扰和噪声在信号通过电力线进行传输的时候普遍存在。因此要求室内电力线作为通信信道的.时候必须具备较强的抗干扰能力,才能实现通信系统的小信噪比,在电力线载波通信系统中较为常用的技术有扩频技术和正交频复用技术,扩频技术能够在小信噪比的情况下获得较高的接收信噪比,而正交频复用技术除了具备上述优点,还具备抗频率选择性衰落以及多径干扰的优势;

3)进行通信在波频率和带宽的选择时要有足够的合理性,要依据现实情况根据信号在频域上的衰减状况以及噪声频谱密度进行分析。以此来进行考虑的话应该选择较低的频段,相反如果首先考虑噪声因素的话则应该选择较高的频段,因此在现实中要对两方面进行比对考虑,进行综合性比较;

4)一般家庭电网都有较多的分支,同时由于抗阻的不匹配,驻波,反射等现象普遍存在,信号经由不同的枯井最终到达接收端时可能会产生较强的多径干扰,而rake接收机的采用不仅可以有效抵制多径衰落,还能起到分集信号能量,降低误码率的作用。

5)因为噪声源的远近对通信质量的影响最大,在无法改变距离的情况下要在通信接收处加装隔离作用较好的阻波器;

6)采用码长适当的卷积码能够进一步降低误码率;

7)因为时变性在低压电力线通信信号衰减方面表现的非常强,因此自适应能力在通信系统的设计工作中要给予足够的强调,使其能够根据衰减的实际情况对发射机功率以及接收机的灵敏度进行自动调节,从而使通信质量得到保证;

8)在进行低压电力线载波通信系统的设计时要尽量避免较长的数据分组,如需使用可将其进行重新分组打包,缩短数据分组的长度,因脉冲干扰的存在,数据分组越短越有优势这样被脉冲干扰的数据量就能得到相应降低,保障了数据的传输速度。

2在国内的具体应用

发达的供电网络线路为低压电力线载波通信技术的发展提供了广阔的平台,这种技术具有不占用无线频道资源、节约布线、减少工程量、维护简单等无可比拟的优势。同时伴随科技的发展和我国电力网络的逐步开放,低压电力载波通信技术在国内的应用范围越来越广。较为典型的包括家居智能化和自动抄表以及新型智能化小区领域等。

2.1家居智能化

智能化家居网络,是指把分布在住宅各中各种微控制器与PC连接成一个家庭网络,通过这种方式来实现对设备的智能化管理,同时还可以达到只要有插座的地方就可以无限制的接入因特网。

由于无需进行布设信号线的工作,组网工程具有不破换原有家具环境的优势。同时还能保障系统的稳定性,其工程造价也比较容易控制。

通常电力宽带上网系统由电力调制解调器、PLC设备、PC机、交换机及路由等设备等组成,使用低压电力线进行网络连接时,先通过电力调制解调器,将PC机信号转换为特殊的电力信号,再将电力信号经由电力线路传送到PLC设备中,同时该设备将电力信号转换为原来的数据信号,之后通过交换机以及路由器等设备进入互联网,从而达到电力线路入网的目的。

2.2自动抄表系统

我国的自动抄表行业兴起于上世纪80年代,只是发展相对缓慢。直到2003年后才逐渐进入推广,从2006年开始进入迅速增长期,当下正处于电力载波抄表发展的黄金阶段。低压电力线载波通信的自动抄表技术正逐步走向实际应用阶段,使得抄表工作不受时间和空间的限制,居民用户也将随时可以查询自己的用电情况,电力管理部门也可以随时准确的得到电能数据。

3电力载波通信网络组网研究

低压配电线路具有物理拓扑和一定的时变性,同时逻辑拓扑的变化与信道质量有很大联系,这就使低压电力线载波通信的可靠性受到严重影响。已经有学者提出以高速电力线通信的组网方式、网络模型等角度进行探索和研究,从而找到合适的算法对电力线通信网络路由进行优化,以此提高电力通信的可靠性。已经有研究对低压配电网窄带电力线通信数据逻辑链路的选择、建立和自动路由等做了研究和探讨,并提出了一种基于非交叠分簇的动态路由算法和网络重构算法,来保证通信网络的有效性。有些学者提出在低压配电网电力线载波通信中采用网络自组与重构技术,可以自动侦测可通信逻辑节点和最佳中继节点、动态调整路由和配置中继信息以及自动识别节点的投入或切除,从而实现低压配电网中点到点、点到多点的可靠通信。

4结论

低压电力载波通信技术由于其特有的优势逐渐成为通信领域技术研究的热点,可以说低压电力载波通信技术具有很广阔的应用前景和可利用价值。但我国低压电力网的特殊性,决定了通信信道的分析和建模的困难较大,无法直接利用国外成熟的技术与产品。但随着国内研究机构和相关公司的重视,我国低压电力载波通信也正在逐步发展。具有自主知识产权的电力载波芯片的研制标志着我国在这一技术领域有了实质性的突破。但与国外重量级研究机构和公司仍存在较大的差距。我们应当逐步加强对这项技术的研究和应用推广,低压电力载波通信技术应用的具体方向除了远程自动抄表领域、家居智能化和新型智能化小区外,还可以在农业节水灌溉监测与控制与农产品流通过程信息化等方面获得广阔的发展空间。

参考文献

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[4]周亚,王学玲.低压远程集中抄表系统的组成及其应用前景[J].农村电气化,2008(5).

关于电力系统及其自动化论文

电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。以下是我整理好的电力系统及其自动化论文,欢迎大家阅读参考!

摘要 随着我国经济的快速增长,对于我国目前的自动化技术要求也是越来越高。本文通过对电力系统的自动化应用、安全保障和综合自动化的发展方向进行了介绍和分析,简单的探讨了电力系统自动化技术的应用。

关键词 电力系统;应用;发展方向;技术

1 电力系统自动化技术应用

1.1 电力系统的自动化应用

电力系统与人们的日常生活息息相关,通常都是24 h不间断工作,因此,任何能保障电力系统正常运转的新技术,都值得大力推广。其中,自动化技术显得尤为突出。最早的自动化在电力方面的应用,主要是监控电力系统的各项数据,以确保安全。随着信息技术、材料技术、管理技术的发展,自动化技术的应用也越来越广泛。

1.2 电力系统自动化的工作流程

电力系统自动化的工作流程具体包括以下内容。

1)中心计算机对总体调控进行负责,而相关的那些监控设备主要负责如:事故内容的记录和设备操作、编制各种类型报表的相关记录处理、常规操作的相关自动化以及系统异常事故方面的自动恢复的操作等。在此基础上,形成以对部件的控制为中心,通过计算机与计算机之间的结合,以及控制计算机和终端硬件装置的结合,运用各种类型的软件实现控制范围的扩大与自动化程度方面的深化。

2)对于电力系统的综合自动化而言,其基本流程是在相应的中心地带的一些调控中心装置现代化的计算机,以此来向四周进行网络系统的辐射,围绕这个中心的变电站、发电厂之间对信息服务以及反馈的那些远方监视的控制装置进行设置,并且时时对其进行监控,从而使得一个立体化网络的覆盖面得以实现,形成全面畅通的指令传输和信息传达。

3)电力系统的综合自动化对分层控制的相关操作方式加以采用,也就是在控制所、调度所和变电站、发电厂的各个组织的分层间,按照所管辖的功能范围对控制功能进行分担和综合的协调,以此来达到系统的合理经济以及可靠运行目的方面的控制系统。

2 电力系统自动化技术的应用能力

2.1 数据处理能力

1)数据整合能力。电力系统的发展和形成是由市场经济的需求所产生的驱动结果。比如:在用电高峰,提高变电站的电压,加大输出功率;在用电低谷,降低变电站的功率。这样既可满足用户的需求,也可极大地减少损耗,降低成本。而且无论系统方面的实现是基于专业的电力系统自动化的相关平台上,还是建立在相关通用技术的平台上,它作为多层次、跨领域的科学决策以及高效运营方面的要求,都需要进行更加规范的相关信息共享和动态、多维的应用分析。

对数据进行整合的方式主要有:①加强电力系统的自动化和信息化。加强对数据方面的可操作性,让用户对拥有图标的相关用户界面进行支持,使得面向对象的那些数据模型可以和电力系统的相关客观对象进行对应,这些做法将会极大提高可操作性和可读性。由于电力系统方面的自动化运行作为一个实时性要求比较高的过程,通过对系统代码进行调整,具体来说就是对自己所需要的那些数据类型以及操作方法进行定义,从而增强对系统的可扩充性以及开发性;②加强电力企业方面的功能性,完善数据库。对于电力企业而言,要求电力系统的平台对分布的应用服务进行有效供给。每一个地方可以由自己维护和管理所管辖区域里的数据,同时,不同级别的相关数据库之间也可以构成那种分布式类型的数据库,并且可以通过网络进行调用和共享其他一些地方的数据,在所赋予的权限范围内,以分散数据管理和存储为基础,对数据的安全性和实时性加以保证。完善数据库。通过运用各种数据库,对各种数据进行存储和管理,数据备份机制、安全机制等方面都是其他的文件管理方式所不能比拟的。

2)数据共享能力。伴随着电力系统的自动化技术方面的发展,系统模型通常集中在对相关地理空间属性方面的描述上,但是在实际的相关应用中,电力系统方面的控制对象通常具有比较复杂的电力的处理结构。所以建立电力系统所特有的`空间属性的模型是非常有必要的。而且这种针对语义层次上的一些数据分享,其最基本的要求是需要供求双方对相同的数据具有一样的认识,只有基于这样的抽象认知才能保证这点,因此在数据共享过程中需要具备一种电力系统方面的基本模型,将其作为不同的部门之间进行数据的共享基础。

2.2 安全稳定能力

电力应用是社会经济发展过程中的支柱,它也是一个实时性运行的相关系统,同时,其安全稳定性也是首要考虑的问题。

1)自动化安全监视能力。由于人无法做到24 h专注,因此自动化监视能力就显得尤为重要。电力系统的自动化监视能力不同于其他系统,因为其他系统只需要反映并记录客观现象、客观数据即可;但电力系统的自动化监视系统不仅要反映客观事实,还要对潜在风险提出警报。

2)自动化安全保障能力。电力系统具有对于不同类型以及规模的数据与使用对象都不能有崩溃的相关特征,应具备灵活的相关恢复机制,因此对安全保障极其有用。其保障能力的应用具体包括:①保障电力系统的日常运行。这主要指通过系统的设定可以使自动化系统对于整个电力系统的生产有一定调节能力。这样就可极大地减少工作人员的工作量和风险;②保障电力数据的及时存储和恢复。日常记录的数据对于制定发电站的预算、节约成本、进行系统更新、安全指标的修订均具有重要意义;③保障从业人员的安全。由于自动化系统具有监控功能,所以当系统出现异常,特别是出现安全隐患危及生命时,自动化系统可采取相应措施降低风险。

3 电力系统综合自动化的发展方向

对于我国电力系统综合自动化的技术而言,其发展方向就是对DMS 系统进行全面的建立,通过DMS 系统,可以提高电气的综合管理水平,以适应现代化电力系统技术发展的需要;使电气设备保护方面的控制得到一定的优化,消除大面积的停电故障,提高供电系统的可靠性;建立电气事故的快速处理机制,使故障停电时间能够减少到最短,对生产装置方面的影响也可得到大大的降低;对于管理人员而言,企业可以对整个电力系统的运行情况和电流进行及时的掌握。电量、电压以及功率等各种类型的运行参数,对电力平衡、精确计量、负荷监控等多种功能有着相关影响;改变了现行的变电值班模式以及运行操作,实现了真正意义上的无人值守的变电站的管理模式,达到了可大幅度减员以及增效的目的。

数据共享作为变电站自动化的一个主要特点,将监控和保护功能集成在同一装置里,是实现数据共享的主要途径之一。对于SCADA而言,其所需的多项数据与继电保护所进行处理的数据是相同的,所以将分布式类型的变电站SCADA集成到相关的微机保护中,使监控和保护对一个硬件平台进行共用,那么就可以实现非常明显的经济性。

4 结束语

变电站的自动化系统是变电站最为核心的系统,其对电网以及变电站的安全运行是相当重要的。本文对电力系统的自动化应用、电力系统的安全保障,以及电力系统综合自动化的发展方向加以简单的介绍、分析,借此与广大工作者共同学习进步。

摘 要:电力系统及其自动化技术的应用探讨 当前时期,为保证社会正常的运转,对电能的需求量不断提高,从而推动了发电厂的建设,而在发电厂的建设中,电力系统的地位非常关键,因为电力系统运行的安全性和稳定性是发电效果的重要保障。以此为前提,自动化技术在电力

关键词:电力系统自动化论文发表

当前时期,为保证社会正常的运转,对电能的需求量不断提高,从而推动了发电厂的建设,而在发电厂的建设中,电力系统的地位非常关键,因为电力系统运行的安全性和稳定性是发电效果的重要保障。以此为前提,自动化技术在电力系统中被广泛应用,并越来越健全,保证了发电厂运行的安全和发电效率,也降低了工作人员的任务量。

一、阐述电力系统及其自动化技术

自动化技术在电力系统中的应用,很大程度提升了系统整体的管理效果,且其能够自动处置系统运转过程中发生的各类故障,有效提升了电力系统工作的稳定性和安全性。该环节主要针对电力系统及其自动化技术进行阐述,分别自系统的组成与根本需求实行分析。

1、电力系统及其自动化的组成

自动化技术在电力系统中的应用需求较多装置的彼此配合,而处在核心地位的的中央计算机。与此同时,以中央计算机为中心向周围散布,且在发电厂中进行回馈监测,在信息服务设备的辅助下,保证数据和有关命令能够否精确下达。中央计算机针对系统进行总体调节控制,但监测装置任务是一般自动化技术、异常状态恢复和部分报表的处置。以总体上分析,自动化技术控制模式属于分层式控制,就是利用对发电厂进行组织、操作和调度的分层控制,基于本身功能实行协调、整合以及承担,确保系统运行的经济性和科学性。

2、电力系统及其自动化的根本需求

为了保证电力系统运行的安全性和稳定性,该自动化技术要具有如下几点功能:第一,可以实时且精准的收集系统有关器件的工作参变量,且在符合安全性和经济性规定标准的前提下,把掌控和协调的决策上报给操作人员;第二,可以调控电力系统各个层次器件,确保它们能够处在最好的运行状态,进而实现运行安全性、经济性和高品质电力供应的标准;第三,自动化技术的应用需求可以第一时间处理突然性的电力中断和安全故障,尽可能的降低安全故障导致的损失,持续健全与优化系统功能。

二、电力系统及其自动化技术的应用探讨

自动化技术在电力系统中的现实运用通常体现在信息的自动化处置和电力系统运行安全两点,因此,自动化技术在电力系统中的运用,明显提升了系统自动化程度,以下为具体分析。

1、信息的自动化处置

在实行信息的自动化处置过程中,包含信息综合和信息共享两个环节。

1.1信息综合

信息综合具备极为关键的作用,主要是因为系统的进步发展和需求紧密联系。比如,若城镇用电量相对更多的时候,为了符合用电量的要求,要提升电力供应的电压,如果城镇用电量要求相对低的时候,为了符合用电客户用电根本要求的前提下,尽可能减少能源消耗,需降低输出功率。不论其调控性能是怎样达到的,都要针对用电客户用电信息实行全方位和动态的研究,并利用信息综合,确保无缝连接的正常达成。达到信息综合的方式通常有以下几方面:第一,提升系统的自动化水平。提升电力系统及其自动化技术水平能够有效提升信息的操作性,使客户界面获得最佳保障。与此同时,能够满足数据模型与系统客观目标的彼此对应,进而提升电力系统的操作性与可读性能。此外,电力系统及其自动化技术的正常工作对时效性设定的标准相对严格,能够应用代码实行调节,提升电力系统的延展性。第二,能够提升电厂的整体功能。系统能够达到分布应用要求,且单独实现区域内信息的监管与维护。如果数据库等级存在差异的时候能够进行分布数据库的建立。并以网络为支撑,实行信息的共享与调取,且在权限范畴内保证信息的安全性和时效性;第三,健全电力系统的数据库。为了确保信息安全,应用数据库的监管与储存功能。

1.2信息共享

信息共享的达成,要确保信息提供方与需求方对信息的认识相同。繁杂的电力系统处置结构作为系统控制目标的重要特点,自动化程度的提升使其对有关空间属性设定的标准更加严格,电力系统模型同样针对空间进行描述,所以,把原有的模型改变成系统单独拥有的空间模型格外关键。与此同时,把电力系统中的信息实行合理的分享,根本的规定即是确保提供方和需求方信息相同和对信息认识统一,除非如此方可有效实现信息共享标准。该阶段,需优先构建系统根本模型,设立各类机构,以更有效的实行信息共享。其中包含如下几方面:首先,精确定义与表述地理实体的几何特性,包含服务体系可以覆盖的全部空间的几何特性,包含了系统服务可以覆盖空间的几何特性;其次,表述与精确定义物理特性。以当前的电力系统来说,它一方面包含了物理结构,另一方面构成了系统中的各类构件、装置、总体物理性属性、运行规范数据共享和动态多维研究方面。

2、电力系统及其自动化技术的安全系统

2.1电力系统的安全监测

因发电厂的员工精力原因,无法保证时时刻刻的注意力,因此,电力系统自动化监测程序就变得格外关键。该系统和别的系统的不同即是,其不但可以实时精准的体现出事实状况,还能够找到系统中存在的危险,且发出警告,对及早找到系统事故和切实防范系统问题的发生有很大作用,但别的系统仅仅具备体现与记录的性能。例如,某个发电机组在城市用电高峰阶段的温度相对更低,运行功率极低,则需依靠安全运行监测体系实时监测其发出告警,以警告故障的出现,相关人员就能够针对此类故障实行检修,确保系统恢复正常的工作状态。

2.2电力系统的安全保证

电力系统及其自动化技术能够处置各个种类和各个规模的信息与目标,并且具备切实灵活的恢复系统,此类功能对系统运行的安全性和稳定性具备极为关键的作用。这类作用一般可以分成如下几方面:第一,可以切实确保系统工作的稳定性,通常是电力系统实行特殊的设定,确保自动化技术可以对发电厂总体发电实行调整与处置,此举能够很大程度减少发电厂人员的任务量与系统发生事故的可能性;第二,其能够有效保证系统信息的实时储存与恢复,此类信息是发电厂成本预算、成本掌控、更新系统和运行安全标准的设定的前提,因此,自动化技术记录信息的功能格外关键;第三,确保发电厂人员的安全。因电力系统的自动化技术能够对系统进行实时的监测,所以,如果电力系统发生故障时,尤其是威胁到工作人员生命时,电力系统及其自动化技术能够选取对应方案以减少危险系数。比如,如果工作间的温度超过30摄氏度时,系统则会开通通风装置以进行降温;如果发生明火的情况下,自动机系统则会主动开启消防系统,把明火及时消除;如果装置的温度太高时,自动化系统则会自主减少功率直到合理值,预防装置损坏与装置发生爆炸的情况。由于确保工作人员人身安全是发电厂安全发电的基础,因此,该功能也属于电力系统及其自动化技术应用的一大优势。

总结:如上述,电力系统及其自动化技术己在发电厂中被大量运用,能够对电力系统进行全程监测,一方面提升了发电厂的管理成效,另一方面还能够减少工作人员的任务量,取得了显著效果。在科技的推动之下,电力系统必定会更健康稳定的发展,进而提升我国电力行业的总体水平。

摘要: 随着信息技术,微电子技术和电力电子技术的飞速发展,电力拖动控制已经走出工厂,所有控制设备的现代化生产线自动化系统在传统的电子拖动(电气传动)的工作进行控制的困难。因此,利用电子技术和自动化技术的提高在许多领域,农场,办公和家用电器的流量都获得了更广泛的应用。

关键词: 计算机 PLC 电气自动化在电力系统 应用

1、计算机技术在电力系统自动化应用

计算机控制技术在电力系统中起到了至关重要的作用。这是由于计算机技术,电力系统以及新一代的其他重要方面的快速发展,需要输电,配电,变电环节,支持计算机技术,这将使得同样的电力系统自动化技术得到了迅速的发展。

随着计算机技术在智能电网技术应用的信息管理系统,电力系统自动化技术和计算机技术相结合的智能控制整个全球技术的形成,这是智能电网技术的应用最广泛的技术之一,是其中最多只有一个典型的技术,覆盖配电,电力传输和用户,调度,发电的各个方面。其中变电站自动化系统,稳定控制系统,计算机技术已经广泛应用到系统中,而同样的时间表,以及柔性交流输电和自动化系统。现在可以说,这个数字电网建设,在一定程度上,是智能电网的雏形,其实做的准备工作为中国智能电网的建设。比较典型的智能电网智能电网通信技术也有在建设过程中需要大量依靠计算机技术,你需要有实时,双向,可靠性功能需要先进的现代网络通信技术的应用,而且系统完全依赖于计算机技术的存在,并有一个信息管理系统。

可以说,变电站综合自动化技术的应用,实现变电站自动化是依靠实施,实现电力生产的现代化计算机技术的发展,不可缺少的一个重要方面是自动化变电站。依靠计算机技术,自动化变电站实现了计算机的过程中得到了充分利用,二次设备也将实现一体化,网络化,数字化,完全使用,而不是功率信号计算机电缆或光纤电缆。变电站自动化,和电脑屏幕以及自动记录,其他两个组件的管理和运作是操作及监控整体变电站综合自动化是能够实现的,它是计算机的自动化管理的其中一部分。

调度自动化应用自动化电力调度自动化系统中最重要的组成部分,我们的国家将被分为五个调度自动化,包括自动调度电网水平,并应用计算机技术是由高向低分不开的有:国家电网,区域,省级,区,县级调度。其中最重要的部分是电网调度控制中心计算机网络系统,这些设备构成一个计算机系统中,整个组合的电网连接的自动化调度系统。其他的主要组成部分包括工作站,服务器,终端变电站设备,在调度大屏幕显示器盾,打印设备的范围内发电领域。计算机调度不仅自动化的作用,以达到监控的电网分析的安全运行,同时也实现实时数据采集,同时也实现了电力系统负荷预测和状态估计等功能。所以,各种这些都是测量和控制,以及更低的功耗控制中心和其他设备通过电力系统专用WAN链路。

2、电力系统自动化中PLC技术的应用

PLC是计算机技术和控制技术相结合,每个继电器触点,它采用了可编程的存储器在其内部存储,计算,记录等操作指令来实现控制的产物。该技术是在工业环境和设计使用可编程逻辑控制器系统。这种技术被广泛应用,近年来,电力系统自动化,解决了传统控制系统中,布线的复杂性,柔韧性差和能量的缺点的低可靠性。

数据处理PLC可编程序控制器技术可以完成数据的采集,分析和处理,具有排序,查找,数学运算,数据转换,数据转移和位操作函数。可使用的通信功能向其他智能设备发送这些数据,控制操作可以被实现的,与存储在存储器中的参考值进行比较,或打印出来也制表。数据可用于过程控制系统,还可以处理一般用于大型控制系统的柔性制造系统,如无人控制。

连续的PLC控制技术,以及改革的不断深入,逐步提高,近年来国家的节能减排的要求,大型火电厂辅助系统已经升级到原来的继电器控制器PLC控制系统,该行业在生产过程中减少资源消耗,提高效率,已经成为每个企业的管理的最终目标。因此,随着科技的进步,自动化控制有关的业务支持类似车间级电厂也提出了更高的要求,采用PLC控制系统,可单独控制,只有通过信息模块的过程,并且可以连接对全厂生产的通信总线协调。

3、电气自动化在电力系统中的应用

电气自动化技术是世界上最活跃,最乐观的前景,各种高科技合成体,其在电力系统中的角色集合的发展也不容忽视,现在电力系统自动化应用做在下面的阐述。

3.1 自动化控制技术在电力系统中的应用

3.1.1 变电站自动化

对变电站有效控制和全面的监控,其特点是除了运行操作满足变电站采用过去的计算机化设备,传统的电磁设备更换,变电站自动化的用电设备的使用也可作为在调度自动化电力生产的现代化不可缺少的一部分是一个非常重要的方面。

3.1.2 电网自动化调度

主要由电源系统专用WAN其服务区域内的链接,囊括其调度范围内的发电厂、下级电网的调度控制中心以及变电站的终端设备等,其主要功能是电力生产过程的实时数据采集,分析和监测电网运行的安全,及时预测负荷运行正常估计电力系统。

3.2 电气自动化的研究方向

3.2.1 变电站的智能保护

在国外将综合的自动控制理论、网络通讯,人工智能等一系列新的保护装置的新技术,所以使保护装置具有智能控制功能,并能充分提高电力系统的整体安全水平。

3.2.2 我国电力部门的实施策略

从我国整个电力市场以及经济发展的整体情况来分析,以及分析了电力部门对整体的电力市场模式的需求做了详细的研究,在明确之后,具体流程建议的权力运作与我们实际的电力线市场化运作模式,可以根据每天发现的实际问题,提出有针对性的解决方案。

3.2.3 电力系统的整体分析与具体控制

研究在线测量的电力系统稳定控制的理论和技术,实施相位角测量,以探讨电力系统振荡和抑制方法,利用自动模拟方法来选择一个小电流接地方式,电网调度,研究机构和发电机转速控制跟踪技术较上年同期的基础上,灵活的数据采集和监控,并恢复控制策略,负荷预测方法,故障诊断理论和技术的故障诊断。在新的模型和非线性控制理论和小波理论在电力系统中的应用,以及在电力市场条件下,新的理论,新的算法和实现一个明确的研究等新的手段对电力系统的分析。

3.2.4 配电网的自动化

而在地理信息集成的分销网络,先进的软件应用程序和低压网络的其他方面的数字电子载体取得了重大突破,DSP数字信号处理技术,使运营商的接收灵敏度有了很大的提高,才能真正解决该载体与电网应用衰减,干扰和其他问题。先进的应用软件分销网络模型电网配电网实际运行。

结语

综上所述,电气自动化已经是当今世界上最为活跃、最具生机和综合性的学科占据在电力系统中的重要地位,所以工作人员应进行深入的研究和探索的工作,同时还应在工作中结合自己丰富的工作经验,这样可以提高电安全性,在很大程度上。从而在最大程度上保证电力系统的工作安全。

参考文献:

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混凝土电磁脉冲传输特性研究论文

土木工程是一项综合性很高的课程,其中,土木工程材料的教学有着很强的实践性。下文是我为大家搜集整理的关于土木工程材料论文的内容,欢迎大家阅读参考!

浅论土木工程中关于智能材料的应用

【摘要】随着人们对土木工程质量和使用功能的要求不断提高,包括光纤、压磁、压电、记忆合金等各种智能材料在土木工程领域得到了广泛的应用。文章介绍了智能材料的概念、特点及其在土木工程中的应用情况,并展望了其在未来的应用趋势。

【关键词】智能材料;土木工程;特点;发展趋势

引言

目前,随着光钎、压磁、压电和形状记忆合金等材料的发展,智能材料已经被广泛应用于土木工程的各个领域。最基本的智能材料一般被称为感知材料,其可以感知内外部刺激的材料。通过感知内外部条件变化,并做出适应环境调整的材料被称作驱动材料。现在的智能材料,一般需要多种材料复合组装来实现环境变化情况下材料结构的诊断、修复、调整。

一、智能材料类型及特点

智能材料概念在20世纪80年代初被系统地提出,并于80年代末得到前所未有发展空间。随着光纤、压磁、形状记忆合金等智能材料的发展,使其在土木工程领域得到较为广泛地应用。智能材料以其具有的不同功能特点通常可分为两大类,一类为可感知外界或内部刺激强度作用的材料,称为感知材料。另一类为可响应或驱动因外界环境条件或内部状态发生变化的材料,也称为智能驱动材料。智能材料结构具有控制、传感与驱动三个要素,可利用自身感知处理信息,发出指令并执行动作,进而实现结构自我监控、诊断、检测、修复、校正与适应等各种功能。一般情况下,单一功能材料难以具有上述多种功能,这需要组元复合或组装多种材料而构成新的智能材料才能实现。

二、土木工程中智能材料的应用

1.形状记忆合金的应用

形状记忆合金是具有形状记忆效应的一种智能合金材料,作为新型功能性材料,最主要的优点就是在激发材料的形状记忆效应过程中,材料可以产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变,同时具有较强的能量传输储存能力。该特性的应用能够将材料置于各种结构中,实现结构的自我诊断、增韧、增强与适应控制的应用研究,而且还可以将材料研制为智能型驱动器,在结构变形、损伤、裂缝及振动等方面开展应用研究工作。相变伪弹性与相变滞后性能是形状记忆合金的另一个优点,在加卸载过程中其应力-应变曲线构成环状,表明材料在此过程中能够吸收耗散较多的能量。形状记忆合金具有高达400兆帕的相变回复力,结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统,该系统可实现相变伪弹性性能,可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。通常在结构层间或底部安置形状记忆合金被动耗能控制系统,用于实现耗能系统对结构的层间变形的感知,进而起到消耗地震能量的作用。有关研究结果显示,耗能器安装形状记忆合金结构后,耗能器可吸收约为三分之二的地震能量,并显著抑制结构的位移。

2.压电材料的应用

压电材料一般是指在收到压力后,材料两端会出现电压的晶体材料。压电材料在土木工程中的应用主要包括对于结构的静变形控制、噪声控制和抗震抗风等领域。传统的压电材料使用方法是通过压电传感元件对结构的震动进行感知,利用传感器输出结果,从而实现对于震动的感知和预警。在此基础上,采取合适的控制算法对压电体的输入进行控制和定量,从而实现对于结构震动的控制,这是目前压电类智能材料的研究前沿。随着研究的深入和技术的进步,压电类的智能结构土木工程中的应该越来越广泛。

3.光导纤维的应用

光导纤维由外包层与内芯构成,是一种纤维状光通信介质材料,该材料采用先进的信息传输技术起初用于通信传输系统,由于作为信息载体的光子在速度与容量上高于电子,因此得到较为迅速的发展。光子所具有的高并行处理能力与高信息率,潜力在信息容量与处理速度得到充分发挥。光纤材料在监测、传感及信息远距离传输等方面得到应用,将光纤作为传感元件埋入传统混凝土结构中针对结构方面各项指标实现自动监测、诊断、控制、预报及评价等功能,而且将形状记忆合金等驱动元件埋入,有机结合信息处理系统与控制元件,使混凝土结构具有智能功能,进而实现混凝土结构自我诊断与修复。在土木工程结构诊断及主动控制地震响应中,光纤材料一直作为设计传感器的一种比较理想的材料,我国目前也已将其用于检测评定三峡大坝。

4.压磁材料的应用

压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变材料和磁致伸缩材料。基于磁流变材料的原理,当磁场的强度高于临界强度时,磁流变在极短时间内从液态向固态转化。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质,控制流体特性实施时需要较低的能量,因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。基于这点,磁流变材料可用于高层建筑的结构中,实现对地震的半主动控制。因为潜在应用前景的广阔,使得磁致伸缩材料近年来得到很大关注。磁致伸缩材料具有强烈的磁致伸缩效应,这种材料可以在电磁和机械之间进行可逆转换,这种特性使其可以用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等很多领域。

三、智能材料的发展趋势

在土木工程领域,智能材料的发展趋势集中体现在以下三方面。一是实时监控检测结构状态,在土木结构中集成传感与驱动元件,利用其网络实时监控结构状态,以保证土木工程结构与基础设施的安全,有效降低维修成本。二是形状自适应材料与结构,该结构不仅可承载传递运动,还能检测并改变结构特性,具有较为广阔的应用前景。三是自适应控制减振抗震抗风降噪的结构,在土木工程设计中结构动力响应一直是比较重要的一个问题,尤其是针对桥梁与高层建筑等土木工程结构的抗震抗风问题,研发应用智能材料能够为其提供重要的途径,实现结构的自适应控制。尽管当前的智能材料还存在不同程度的不足之处,但随着有关研究的不断深入,智能材料的性能将得到明显改善。在众多领域中,智能材料都将发挥其潜力,体现出广阔的应用前景,开展的研究包括力学、计算机控制、材料、微电子、人工智能等多个学科技术。

四、结语

综上所述,随着智能材料的广泛应用,同时元件逐渐向小型化、多功能化及高功率化方向发展,在建筑结构中复合控制、传感、驱动系统及耦合/连接元件,建筑结构将发展成为主动式智能建筑结构,对于有效利用太阳能、抵御地震、风振等严重自然灾害影响具有重要作用, 为人们工作生活提供更为舒适安全的环境,对于提高土木工程结构建设质量具有十分重要的意义。

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[4]郑智能,张永兴,董强.智能材料及其在土木工程中的应用[J].重庆交通学院学报,2005,24(6):91-94.

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混凝土养护技术论文篇二 对混凝土养护技术的探讨 [摘 要]随着社会的发展,我国的工程项目日益增多,而混凝土作为工程项目中必不可少的材料之一,在工程项目施工中有着很大的作用。不过在工程施工中,混凝土的质量也直接影响着整个工程的质量。因此,为了避免这样的情况发生,我们在进行工程施工时,都会对混凝土进行一定的养护工作以保证混凝土的质量。 文章 通过对混凝土的养护的原理和方法进行简要的概述, 总结 了当前混凝土养护的技术,以供大家参考。 [关键词]混凝土;养护;介质温度;介质湿度;延续时间 中图分类号:TU154 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)07-0271-01 目前,由于混凝土已经广泛的应用到人们生活的各个方面,传统的工艺技术已经完全不能满足人们的需求,因此施工工艺和养护技术还需要不断创新,尤其是混凝土的养护技术,作为工程施工和质量保证的重要环节,它的创新直接影响着整个混凝土工艺技术。 一、混凝土养护原理 在混泥土的施工工艺中,当混凝土浇筑完后,还存在一个相当久的缓冲时期,需要相当长的一段时间保持混凝土的温度和湿度,这样才能很好的保障混凝土的强度与其质量的好坏,而我们就把保持混凝土中的温度与湿度的技术方法叫做混凝土的养护技术。由此可见,要做好混凝土的养护工作,必须要保证温度、湿度和养护时间这三大要素。 我们在进行混凝土的养护时,想要混凝土的硬度和强度得到增长,我们就必须要把握好混凝土内部的适当的温度和足够的湿度,这主要是和混凝土中重要组成的材料水泥有关,因为水泥是一种具有较强水硬性的材料,在与水反应的时候,会产生凝胶状的水化物,当这种水化物凝固后硬度和强度都会变得很大,不过这需要一定的条件,如果条件不能满足,还直接影响混凝土,使其出现裂痕。因此,我们在进行混凝土的养护时一定要注意混凝土中的温度和湿度,这样才能很好的保障混凝土的质量,才能用于工程施工。 二、养护方法 养护的方法有很多,比如:自然养护、标准养护、蓄热法养护等等,这些都可以对混凝土起到一个很好的养护作用,下面我们就对这些养护方法进一一的介绍。 1自然养护 混凝土的自然养护是施工工程中常见的养护方法之一,这主要是因为这种养护方法简便快捷,而且需要的成本很低,所以在工程施工中广泛的用于中、小型施工工程。这种方法应用的原理是,当在气温不低于5度的自然条件下,人们在混凝土的养护过程中采用浇水保湿,用其他的设施进行防风防干来对混凝土进行养护,以保证其质量。人们在进行养护的时候,都会采用像湿麻袋、锯末、湿砂等覆盖在混凝土的表面,然后在进行定期的洒水、浇水,以保持混凝土表面的湿度,而且在洒水时,一定要洒均匀,不然就很难保证混凝土中的湿度,而且在不同的季节,还要采用不同的方法,例如在春季, 雨水 比较充足,我们就要采取一定的防潮措施,以免因混凝土中的水分过多而引起的质量问题;在夏季的时候,我们为了防止其表面的温度过高,我们就要采取一定的隔热措施,将温度和湿度控制在合适的位置上,而且不同的混凝土的养护时间也存在着不同。因此,我们在采用自然养护时,一定要进行合理的控制。 2、标准养护 就是按规范要求,在温度20±3℃、相对湿度在90 %以上的条件下进行养护 ,即为标准养护。尤其是对混凝土试件进行标准养护,是测定混凝土强度的关键。 3、蓄热法养护 混凝土在养护期间采用保温材料加以覆盖 ,使混凝土始终保持一定温度。这种方法在平均气温不低于-10℃、混凝土表面率(表面积与体积比)小于5时较为适宜。多在住宅冬季施工中应用 ,若配合热水养生效果更佳。 4、热养护 热养护是利用外界热源加热混凝土而加速水泥水化反应的方法 ,也称加速硬化养护法。此法又分为以下几种: 4、1加热养护。此法往往在蓄热法养护达不到目的时采用。可分为暖棚法、 蒸汽加热法、 干 ― 湿法、 加压蒸汽法等。 (1)暖棚法。利用保温材料搭成暖棚 ,把整个构件或结构围起来 ,保证棚内有较高温度 ,棚内加热可采用装设蒸汽管 ,也可直接生火炉提高棚内温度。 (2)蒸汽加热法,也叫湿热法。利用蒸气加热,使混凝土得到较高温度和湿度,在湿热环境中加速水泥水化来达到加速硬化的目的。蒸汽养护分4个阶段进行,即预养期(静停期)、升温期、恒温期与降温期。为了防止和抑制结构破坏,在开始升温之前,要设置预养期,使混凝土在常温潮湿环境中静停(静置)一定时间,产生一定的早期强度。预养期以2~4h为宜。混凝土的结构破坏主要发生在升温期。同时,升温期也是混凝土结构的定型阶段,在热养过程中至关重要。在升温期必须控制升温速度,使因温度引起的不均匀膨胀破坏力不超过已产生的结构强度。对于中等强度的混凝土,升温速度不宜超过20~25℃/h。当升温达到最高限时,保持一段时间称为恒温期。恒温期是混凝土强度的主要增长期,故为混凝土结构的巩固期。恒温期混凝土的硬化速度取决于水泥品种、水灰比和恒温温度。对于普通硅酸盐水泥混凝土,恒温温度不宜超过60~70℃,矿渣硅酸盐水泥混凝土则不宜超过90~95℃,温度过高不利于水化作用,强度将会降低。目前,多采用恒温时间为3~5h。降温阶段因混凝土已具有较高强度能够承受较大的温度变化,为了避免表面开裂,一般脱模时气温与混凝土表面温度相差不得超过40℃,混凝土降温速度不宜超过35℃/h,过速降温不仅强度损失,而且失水过多将影响后期水化。对于尺寸大,外形复杂的构件,升降温速度应酌量减小。[1] (3)干湿热养护法与其他的养护方法不同,在混凝土浇筑成型后不需要延长养护期,直接利用其内部结构的饱和蒸汽养护产生的应力,就可以上混凝土中的温度和湿度达到一个合理的环境,而且这样的方法可以有效的控制混凝土的强度。它主要的施工原理是,在混凝土成型后的一段时间中,进行干燥,然后在进行高温养护。这样主要是因为,在进行高温养护的时候,内部的水分会因为高温的影响向外迁移,而内部就会因为脱水而进行收缩,从而使得混凝土内部更加紧密,而且有效的控制温度,也有效的控制了混凝土因高温而被破坏的现象。 4、2 辐射热养护法。 此法分为以下两种。 (1)太阳能热养护法。在混凝土表面覆盖一层吸热物体 ,搭设通光集热保温罩进行的混凝土养护。此法与自然养护比较 ,可缩短养护周期1/2左右,晴天集热罩内温度比室外温度高015~110倍。此法有直接覆盖、 太阳能养护罩 ,塑料簿膜简易暖棚等多种方式。[2] (2)红外线养护法。红外线加热养护就是利用发热体改变表面状态提高辐射强度,使被加热制品吸收辐射热提高内部温度。另外模板和介质也吸收热量,最终以对流和传导的方式再次传递给制品一部分,使制品内部温度进一步提高,加速水泥水化,促进混凝土内部结构的形成。此法是在发热体(散热器)表面涂刷远红外辐射材料,当发热体使涂料分子受热后便激发而向四周发射电磁波,该波被物体吸收,成为分子运动动能,使被加热物体的温度上 升。红外线加热以电、煤气或蒸气为热源。由于混凝土在养护过程中内部有游离水存在,而对红外线又有较宽广的吸收带,混凝土在60~100℃时对红外线的吸收率为90%左右。因此用远红外线加热养护混凝土制品可以取得混凝土内部温度高、养护时间短、抗压强度高,节约能源等效果。 结束语 由此可见,混凝土的养护技术在生活多种多样,而且在不同的环境下也有着不同的技术方案,这也有效的保障了混凝土的质量,同时也为我国的工程质量提供了一份保障。不过,由于我国在混凝土的养护技术方面起步比较晚,在很多方面还存在的不足,因此我们还要向发达国家多多学生,在以后的实践中,找到更加合理的施工技术,从而促进我国工程项目的发展与进步。 参考文献 [1] 黄云海.水泥混凝土强度应注意的几个影响因素[J].大众科技. 2004(10). [2] 彭仕国,尹友良,焦云州.混凝土养护工艺应用[J].铁道工程学报. 2001(02). 看了“混凝土养护技术论文”的人还看: 1. 公路养护技术论文 2. 公路养护技术论文(2) 3. 建筑节能新技术论文 4. 浅析水泥混凝土路面破坏的形式及裂缝养护 5. 浅谈工程技术建设论文

铁路运输的特点期刊

其特点是运送量大,速度快,成本较低,一般又不受气候条件限制,适合于大宗、笨重货物的长途运输。运输成本低;运输经常性好;能耗低;通用性好;机动性差。

作用:交通运输是经济发展的基本需要和先决条件,现代社会的生存基础和文明标志,社会经济的基础设施和重要纽带,现代工业的先驱和国民经济的先行部门,资源配置和宏观调控的重要工具,国土开发、城市和经济布局形成的重要因素,对促进社会分工、大工业发展和规模经济的形成,巩固国家的政治统一和加强国防建设,扩大国际经贸合作和人员往来发挥重要作用。

扩展资料

由于不同的交通运输方式、技术性能、对地理环境的适应性、产生的投资、运输成本、运输能耗、固定资产效率、劳动生产率等经济指标各异,其适用范围也不一样,因而各运输方式都有自己的优点和缺点,在全国统一的交通运输系统中,各有其重要地位和局限性。

现代化经济发展对交通运输的要求是: 载运量大、成本低、投资少、运输安全、速度快、受季节和环境变化的影响小。在社会主义条件下,研究和正确认识各种交通运输方式的技术经济特点、地位与作用,因地制宜、合理分工,搞好运输网布局,对实现合理运输具有重要意义。

参考资料来源:百度百科—交通运输

百度百科—铁路运输

铁路运输的优点:运送量大、速度较快、成本比较低、受自然环境影响小、占地面卜睁积少、适合运送大件笨重的物品、适合经常性的运输。缺点:达到时间相对飞机裤尘等运输要慢些、中国铁路少且布局不合理、固定成本高、原始投资较大、建设周期较长、货损率较高等。铁路运输是使用铁路列车运送旅客和货物的一种运输方式。它在社会物质生产过程中起着重要作用。铁路货物运输是现代运输主要方式之一,也是构成陆上货物运输的两个基本运输方式之一。它在整个运输领域中占有重要的地位,并发挥着愈来愈重要的作用。铁路货物运输种类即铁路货物运输方式,按中国铁路技术条件,现行的铁路货物运输种类分为整车、零担、集装箱三种。整车适于运胡弊禅输大宗货物;零担适于运输小批量的零星货物;集装箱适于运输精密、贵重、易损的货物。“安全第一,预防为主”是中国铁路运输安全管理方针。“安全第一”就是要求铁路运输企业在组织生产,指挥生产时,坚持把安全生产作业企业生存与大发展的第一要素和保证条件。“预防为主”就是要求铁路运输企业以主动积极的态度,从组织管理和技术措施上,增强运输安全保障系统的整体功能,把事故遏制在萌芽状态,做到防患于未然。

铁路运输的特点:

(一)运输能力大;

(二)运行速度快;

(三)运输成本低;

(四)运输经常性好;

(五)能耗低;

(六)通用性好;

(七)机动性差;

(八)投资大,建设周期长;

(九)占地面积少;

(十)受自然环境影响小;

(十一)连续性好。

缺点:

1、原始投资大,建设周期长,占用固定资产多。单线铁路每公里造价为100~300万元之间,复线造价在400~500万元之间。

2、难以实现“门到门”运输,通常需要其他运输方式,如汽车等的配合才能完成运输任务。

3、始发和终到的作业时间较长,不利于运输距离较远的运输业务铁路运输的功能。

扩展资料:

铁路运输地位:

铁路货物运输是现代运输主要方式之一,也是构成陆上货物运输的两个基本运输方式之一。它在整个运输领域中占有重要的地位,并发挥着愈来愈重要的作用。

铁路运输由于受气候和自然条件影响较小,且运输能力及单车装载量大大,在运输的经常性和低成本性占据了优势,再加上有多种类型的车辆,使它几乎能承运任何商品,几乎可以不受重量和容积的限制,而这些都是公路和航空运输方式所不能比拟的。

参考资料来源:百度百科-铁路运输

铁路是供火车等交通工具行驶的轨道线路,铁路运输是使用铁路列车运送旅客和货物的一种运输方式。新中国成立30多年来,铁路运输业有了比较大的发展。布局得以逐步改善,除西藏外,各省、市、自治区都通了铁路。技术装备和经营管理水平也有所加强和提高,在和今后都是货物运输的主力它在社会物质生产过程中起着重要作用。下面一起看看铁路运输的特点是什么?

1、铁路运输的准确性和连续性强。铁路运输几乎不受气候影响,一年四季可以不分昼夜地进行定期的、有规律的、准确的运转。

2、铁路运输速度比较快。铁路货运速度每昼夜可达几百公里,一般货车可达100 km/h左右,远远高于海上运输。

3、运输量比较大。铁路一列货物列车一般能运送3000~5000t货物,远远高于航空运输和汽车运输。

4、铁路运输成本较低。铁路运输费用仅为汽车运输费用的几分之一到十几分之一;运输耗油约是汽车运输的二十分之一。

5、铁路运输安全可靠,风险远比海上运输小。

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种子萌发特性研究的论文

探究种子萌发条件试验 提出质疑:种子萌发的条件是什么。 做出猜测:足够的阳光,土壤,水 试验过程 1. 准备4组未萌发的大豆种子,一个阳光充足的阳台,足够的水,足够的土壤。 2. 将第一组大豆种子埋进足够的土壤中,并给予它足够的阳光,但不给予它适量的水分。 将第二组大豆种子埋进足够的土壤中,并给予它适量的水分,但不给予它足够的阳光。 将第三组大豆种子埋进不足够的土壤中,给予他适量的水分和足够的阳光。 将第四组大豆种子埋进足够的土壤中,并给予它适量的水分以及足够的阳光。 3. 连续数日进行上面的操作,直到有一组种子发芽。 试验结果:第一组、第二组、第三组大豆种子未能发芽,第四组试验种子能够发芽。 得出结论:种子萌发的条件是适量的水分,足够的土壤以及足够的阳光,这三种缺一不可。

种子的萌发过程 一、 做实验 1.材料工具 (1)常见的种子(如:绿豆 黄豆)40粒。 (2)有盖的罐头4个,小勺1个,餐巾纸8张,4张分别标有1、2、3、4的标签,胶水,清水。 2.方法步骤 (1)在第一个罐头里,放入两张餐巾纸,然后用小勺放入10粒绿豆,拧紧瓶盖。置于室温环境。 (2)在第二个罐头里,放入两张餐巾纸,然后用小勺放入10粒绿豆,洒上少量水,使餐巾纸湿润,拧紧瓶盖。置于室温环境。 (3)在第三个罐头里,放入两张餐巾纸,用小勺放入10粒绿豆,倒入较多的清水,使种子淹没在水中,然后拧紧瓶盖。置于室温环境。 (4)在第四个罐头里,放入两张餐巾纸,用小勺放入10粒绿豆,洒入少量清水,使餐巾纸润湿,拧紧瓶盖。置于低温环境里。 通过观察,我发现1、3、4号罐中种子未发芽,而2号罐中种子发芽了。 二、研究 1.为什么同样优质,同样品种的种子有的发芽,有的没有呢? 当一粒种子萌发时,首先要吸收水分。子叶或胚乳中的营养物质转运给胚根、胚芽、胚轴。随后,胚根发育,突破种皮,形成根。胚轴伸长,胚芽发育成茎和叶。 然而,种子的萌发需要适宜的温度,充足的空气和水分。 1号种子未发芽是因为它虽有充足的空气和适宜的温度,但无水分,所以它不可能发芽。 2号种子既拥有适宜的温度和充足的水分,还有水分,所以它发芽了。 3号种子未发芽是因为它被完全浸泡在水中,而水中没有氧气,所以它也不可能发芽。 4号种子也因缺适宜的温度未发芽。 三、讨论结果 通过此次实验,我发现了种子的萌芽需要充足的空气、水分和适宜的温度。仔细地观察,我还看到发芽后的植物上有一些细细的,白白的根毛,其实他们能提高吸水率。 实验给我带来了许多乐趣,也让我从中学到了许多知识。生物学实在是太奇妙了

你好。应该是余跃辉、田孟良,《小豆种子的萌发特性研究种子》,2003(2)21-22

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