The post has been translated automatically. Original language: Russian
How does GPS work if the satellites are in space?
At first glance, it seems strange: how can satellites located about 20,000 km from Earth determine your location with an accuracy of several meters? But the principle is quite simple.1. Satellites are constantly "telling" where they are.Each GPS satellite continuously transmits two important messages: its exact coordinates in space and the very precise time of sending the signal (thanks to the atomic clock on board). The radio signal travels at the speed of light - about 300,000 km/s.2. The phone measures the arrival time of the signalLet's say the signal went for 0.07 seconds. The phone calculates the distance: 300,000 x 0.07 = 21,000 km. This means that you are somewhere on a sphere with a radius of 21,000 km around this satellite. But where exactly is still unknown.3. You need several companions.If you connect:to 1 satellite - only the distance to it is knownBy 2 satellites, there are much fewer possible points.to 3 satellites - it is possible to determine the position on the Earth's surfacefor 4 satellites, the error of the phone's internal clock is additionally corrected, and the coordinates become accurate.This method is called trilateration.
Why shouldn't a phone's clock be atomic?
Atomic clocks are very expensive, so the phone doesn't have them. Instead, the phone receives signals from at least 4 satellites and mathematically calculates not only its position, but also the error of its watch. This keeps GPS very accurate.
Why does GPS work even from space?
GPS does not "look" at the Ground. Satellites just send radio waves in all directions. If the receiver is (phone, airplane, ship, or even spacecraft) It can receive signals from several satellites at once, and it will be able to determine its location.
Who created GPS and when?
GPS was not invented by one person - it is the result of the work of a large team of engineers and scientists from the US Department of Defense. The main people who are considered the creators of GPS are: Bradford Parkinson is considered the "father of GPS." It was he who led the creation of the NAVSTAR GPS system in the 1970s. Roger L. Easton suggested using satellites with very accurate atomic clocks. Ivan Goeting - developed the idea of global satellite navigation and helped to form the concept of the future system.1973 - The US Department of Defense officially launched the GPS project.1978 - the first experimental GPS satellite was launched into orbit.1995 - the system became fully operational worldwide.2000 - The United States turned off artificial accuracy degradation for civilian users, and GPS became much more accurate for everyone.
Как работают солнечные панели?
Солнечные панели преобразуют энергию солнечного света в электричество благодаря фотоэлектрическому эффекту. Вот как это происходит:
1. Свет попадает на панель. Солнечная панель состоит из множества фотоэлементов, чаще всего изготовленных из кремния.
2. Фотоны выбивают электроны. Свет состоит из частиц - фотонов. Когда фотоны попадают на кремний, они передают свою энергию электронам, и те начинают двигаться.
3. Возникает электрический ток. Внутри фотоэлемента создано электрическое поле, которое заставляет электроны двигаться в одном направлении. Это и есть постоянный электрический ток (DC).
4.Инвертор преобразует ток. Поскольку большинство бытовых приборов работает от переменного тока (AC), специальное устройство, инвертор, преобразует постоянный ток в переменный.
Зачем нужны солнечные панели?
Солнечные панели нужны для того, чтобы получать электричество из солнечного света без сжигания топлива. Их используют в самых разных местах:
Для домов - чтобы уменьшить счета за электричество или полностью обеспечить дом энергией.
Для предприятий - чтобы сократить расходы на электроэнергию.
В космосе - солнечные панели питают спутники и космические аппараты, где нет обычных электростанций.
В удалённых местах - в деревнях, на маяках, метеостанциях и других объектах, куда сложно провести линии электропередачи.
Для зарядки аккумуляторов - например, в кемперах, лодках или автономных системах.
Насколько они эффективны?
Современные бытовые солнечные панели обычно преобразуют около 18-23% энергии солнечного света в электричество. Остальная энергия отражается или превращается в тепло. Эффективность зависит от: яркости солнца, угла установки панели, температуры (слишком сильный нагрев немного снижает эффективность), чистоты поверхности (грязь и снег уменьшают выработку). Иными словами, солнечная панель не "хранит" солнечный свет - она сразу превращает энергию света в электрический ток. Если солнца нет, панель почти не вырабатывает электроэнергию, поэтому для работы ночью используют аккумуляторы или электричество из сети.
Кто и когда создал первые солнечные панели?
История солнечных панелей состояла из нескольких важных этапов:
1. Открытие эффекта (1839)
В 1839 году французский физик Александр Эдмон Беккерель обнаружил фотоэлектрический эффект - явление, при котором свет может создавать электрический ток. Тогда это было лишь научное открытие, а не готовая технология.
2. Первая солнечная батарея (1883)
В 1883 году американский изобретатель Чарльз Фриттс создал первую солнечную батарею. Она состояла из селена, покрытого тонким слоем золота. Однако её эффективность была очень низкой - около 1%, поэтому использовать её для массового производства электроэнергии было невозможно.
3. Современные солнечные панели (1954)
Настоящий прорыв произошёл в 1954 году в Bell Laboratories. Учёные: Дэрил Чапин, Кэлвин Фуллер и Джеральд Пирсон создали первый эффективный кремниевый солнечный элемент с КПД около 6%. Именно эта разработка стала основой всех современных солнечных панелей.
Share
