Sistēmas elektriskā enerģija. Elektroenerģija. Uzlādes sistēmas elektriskā enerģija
Dabiski avoti, no kuriem tiek iegūta enerģija tās sagatavošanai nepieciešamos veidus dažādiem tehnoloģiskie procesi sauc par enerģijas resursiem. Atšķirt šādus veidus galvenie energoresursi: ķīmiskā enerģijas degviela; b kodolenerģija; ūdens enerģijā, kas ir hidrauliska; g saules starojuma enerģija; d vēja enerģija. e bēguma un bēguma enerģija; g ģeotermālā enerģija. Primārais enerģijas avots vai enerģijas resurss ogļu gāzeļļa urāna koncentrāts hidroenerģija saules...
Kopīgojiet savu darbu tālāk sociālajos tīklos
Ja šis darbs jums neder, lapas apakšā ir līdzīgu darbu saraksts. Varat arī izmantot meklēšanas pogu
Lekcija Nr.1.
Pamatdefinīcijas
Energosistēma (enerģijas sistēma)sastāv no spēkstacijām, elektriskajiem tīkliem un elektroenerģijas patērētājiem, kas ir savstarpēji savienoti un savienoti ar kopēju režīmu un vispārējā vadībašis režīms.
Elektroenerģijas (elektriskā) sistēmatas ir spēkstacijas elektrisko daļu, elektrisko tīklu un elektroenerģijas patērētāju kopums, t.i. tā ir daļa no energosistēmas, izņemot siltumtīklus un siltuma patērētājus.
Elektrotīklstas ir elektroinstalāciju komplekts elektroenerģijas sadalei, kas sastāv no apakšstacijām, sadales iekārtām, gaisvadu un kabeļu elektropārvades līnijām.
Elektriskās apakšstacijasir elektroinstalācija, kas paredzēta, lai pārveidotu elektroenerģiju no viena sprieguma vai frekvences uz citu spriegumu vai frekvenci.
Energosistēmu raksturojums
Frekvence visos elektriski pieslēgto tīklu punktos ir vienāda
Patērētās un saražotās jaudas vienlīdzība
Spriegums dažādos tīkla mezglos nav vienāds
Tīkla starpsavienojuma priekšrocības
Strāvas padeves uzticamības palielināšana
Energosistēmu stabilitātes paaugstināšana
Energosistēmu tehnisko un ekonomisko rādītāju uzlabošana
Stabila jaudas kvalitāte
Nepieciešamās jaudas rezerves samazināšana
Agregātu noslogošanas apstākļi tiek uzlaboti, izlīdzinot slodzes līkni un samazinot energosistēmas maksimālo slodzi.
Pastāv iespēja pilnvērtīgāk izmantot elektrostaciju ģenerējošās jaudas to atšķirību dēļ ģeogrāfiskā atrašanās vieta pēc platuma un garuma.
Energosistēmu darbības kontroli veic to dispečerdienesti, kas, pamatojoties uz atbilstošiem aprēķiniem, nosaka optimālo darba režīmu elektrostacijām un dažāda sprieguma tīkliem.
Enerģijas avoti
Ir atjaunojamie un neatjaunojamie enerģijas avoti.
Dabas avotus, no kuriem tiek iegūta enerģija, lai to sagatavotu vajadzīgajā formā dažādiem tehnoloģiskiem procesiem, sauc par enerģijas resursiem.
Izšķir šādus pamata enerģijas resursu veidus:
a) degvielas ķīmiskā enerģija;
b) kodolenerģija;
c) ūdens enerģija (tas ir, hidrauliskā);
d) saules starojuma enerģija;
e) vēja enerģija.
f) plūdmaiņu enerģija;
g) ģeotermālā enerģija.
Primārais enerģijas avots jeb energoresurss (ogles, gāze, nafta, urāna koncentrāts, hidroenerģija, saules enerģija u.c.) nonāk vienā vai otrā enerģijas pārveidotājā, kura izvade ir vai nu elektroenerģija, vai elektriskā un siltumenerģija. Ja siltumenerģija netiek ģenerēta, tad nepieciešams papildus izmantot enerģijas pārveidotāju no elektriskā uz termisko (punktētas līnijas 1.1. att.).
Lielāko daļu no mūsu valstī patērētās elektroenerģijas iegūst, sadedzinot no zemes zarnām iegūto kurināmo: ogles, gāzi, mazutu (naftas pārstrādes produktu). Tos sadedzinot, kurināmā ķīmiskā enerģija tiek pārvērsta siltumenerģijā.
Elektrostacijas, kas pārveido iegūto kurināmā sadegšanu siltumenerģija mehāniskās, bet pēdējās elektriskās, sauc par termoelektrostacijām (TES).
Elektrostacijas, kas ievērojamu gada daļu darbojas ar vislielāko iespējamo slodzi, tiek sauktas par bāzes slodzes elektrostacijām, elektrostacijas, kas tiek izmantotas tikai daļu gada, lai segtu “pīķa” slodzi, tiek dēvētas par pīķa elektrostacijām.
ES klasifikācija:
- TPP (KPP, CHPP, GTS, PGPP)
- AES (1 ķēžu, 2 ķēžu, 3 ķēžu)
- Hidroelektrostacijas (dambis, novirzīšana)
ES elektriskā daļa
Elektrostacijas (ES) ir sarežģīti tehnoloģiski kompleksi ar kopējo galveno un palīgiekārtu skaitu. Galvenās iekārtas tiek izmantotas elektroenerģijas ražošanai, pārveidei, pārvadei un sadalei, palīgierīces palīgfunkciju veikšanai (mērīšana, signalizācija, vadība, aizsardzība un automatizācija u.c.). Starpsavienojums dažādas iekārtas mēs parādīsim pēc vienkāršota principa elektriskā shēma ES ar ģeneratora sprieguma kopnēm (skat. 1. att.).
Rīsi. 1
Ģeneratora saražotā elektroenerģija tiek piegādāta galvenajām kopnēm un pēc tam sadalīta starp MV palīgvajadzībām, dabasgāzes ģeneratora sprieguma slodzi un energosistēmu. Atsevišķi elementi attēlā. 1 ir paredzēti:
1. Q slēdži ķēdes ieslēgšanai un izslēgšanai parastajos un avārijas režīmos.
2. QS atvienotāji atslogot no elektroinstalācijas atslēgtajām daļām un radīt redzamu remontdarbu veikšanai nepieciešamo ķēdes pārtraukumu. Atvienotāji, kā likums, ir remonta, nevis darbības elementi.
3. Saliekamās kopnes elektroenerģijas saņemšanai no avotiem un sadalei starp patērētājiem.
4. Releja aizsargierīces bojājuma fakta un atrašanās vietas noteikšanai elektroietaisē un komandas izdošanai bojātā elementa atslēgšanai.
5. Automatizācijas ierīces A ķēžu un ierīču automātiskai ieslēgšanai vai pārslēgšanai, kā arī elektroinstalācijas elementu darbības režīmu automātiskai regulēšanai.
6. Mērinstrumenti IP elektrostacijas galveno iekārtu darbības un enerģijas kvalitātes uzraudzībai, kā arī saražotās un piegādātās elektroenerģijas uzskaitei.
7. Strāvas transformatori TA un sprieguma TV.
- Definējiet enerģijas sistēmu un visus tajā iekļautos elementus.
- Elektrības pamatparametri.
- Kādi ir enerģijas avoti dabiskie avoti?
- Kuras spēkstacijas sauc par termiskajām?
- Kādas elektroenerģijas ražošanas metodes ir tradicionālās?
- Kādas elektroenerģijas ražošanas metodes tiek uzskatītas par netradicionālām?
- Uzskaitiet atjaunojamo enerģijas avotu veidus?
- Uzskaitiet neatjaunojamo enerģijas avotu veidus?
- Kādi elektrostaciju veidi tiek klasificēti kā termoelektrostacijas?
- Nosauciet energosistēmu savstarpējās savienošanas tehniskās un ekonomiskās priekšrocības.
- Kuras elektrostacijas sauc par bāzes slodzi un kuras sasniedz maksimumu?
- Kādas ir prasības energosistēmām?
- Uzskaitiet automatizācijas ierīču, strāvas un sprieguma transformatoru un slēdžu galvenos mērķus.
- Uzskaitiet atvienotāju, releju aizsardzības ierīču un kopņu galvenos mērķus. Kāds ir strāvas ierobežošanas reaktora mērķis?
Cits līdzīgi darbi kas jūs varētu interesēt.vshm> |
|||
4138. | Alternatīva balsošanas sistēma. Kumulatīvā balsošanas sistēma. Baliv sistēma | 4,28 KB | |
Alternatīva balsošanas sistēma. Kumulatīvā balsošanas sistēma. Balsu sistēma Tā, lai nodrošinātu absolūtā vairākuma sistēmas neefektivitāti arī pirmajā vēlēšanu kārtā, ir alternatīva preferenciālajai balsošanai jeb absolūtajai balsošanai par jebkuru kandidātu, balsojot par vienu kandidātu, nevis norādot savu priekšrocību secību citiem. . Šāda sistēma tika ieviesta Austrālijā Austrālijas parlamenta apakšpalātas Pārstāvju palātas vēlēšanu laikā. | |||
9740. | Japānas partiju politiskā sistēma un vēlēšanu tiesības un sistēma | 47,98 KB | |
Cilvēka pamattiesības garantē Japānas konstitūcija. Tie tiek definēti kā mūžīgi un nesatricināmi. Šīs tiesības ietver tiesības uz vienlīdzību, brīvību, sociālās tiesības, tiesības uz cilvēka pamattiesību aizsardzību. Satversme atļauj ierobežot cilvēktiesības, ja tās traucē citu cilvēku kopējai labklājībai vai tiesībām. | |||
5899. | Tiesību sistēma un likumdošanas sistēma | 22,78 KB | |
Tiesību sistēma un likumdošanas sistēma Tiesību sistēmas jēdziens Tiesību sistēma ir iekšējā struktūra tiesību struktūra, kas atspoguļo tiesību normu unifikāciju un diferenciāciju. Šīs koncepcijas galvenais mērķis ir vienlaikus izskaidrot normatīvās institūcijas integrāciju un sadalīšanu nozarēs un institūcijās un sniegt sistemātisku pozitīvo tiesību aprakstu kopumā. Šeit īpaši jāuzsver, ka tiesību struktūra, to sistēma nosaka tās formu, likumdošanas sistēmu un ir ar to nesaraujami saistīta. tās tiesības un pienākumi, kas kļuvuši... | |||
4136. | Majoritārā absolūtā vairākuma vēlēšanu sistēma. Majoritārā vēlēšanu sistēma, kurā ir vairākums | 3,91 KB | |
Apskatīsim līdzšinējo uninominālo majoritāro sistēmu veidu - absolūtā vairākuma sistēmu pretstatā līdzšinējai kandidāta ievēlēšanas sistēmai, kas nozīmē paņemt vairāk nekā pusi no vēlētāju balsīm, lai formula būtu 50 plus. viena balss. Tādā veidā absolūtā vairākuma vēlēšanu sistēma visbiežāk ietver divas kārtas. Kad sistēma stagnē, parasti ir zemāks vēlētāju līdzdalības slieksnis balsošanā. Galvenā absolūtā vairākuma vairākuma sistēmas nepilnība ir vēlēšanu tīrā neefektivitāte. | |||
17060. | Krievijas Vienotās enerģētikas sistēmas integrēto energosistēmu elektroapgāde | 271,02 KB | |
Krievijas Vienotās enerģētikas sistēmas integrēto energosistēmu elektroapgāde Ekonomiskā attīstība jebkura hierarhiskā līmeņa teritoriālās vienības, tostarp lielas reģionu un makroreģionu asociācijas, lielā mērā nosaka to energoapgādes līmenis. No otras puses, energoapgādes apjoms ierobežo maksimālo iespējamo iegūto parametru apjomu teritoriālo vienību, jo īpaši GRP, attīstībai noteiktā ekonomikas energoefektivitātes līmenī. Pareizi... | |||
4902. | Kuģu spēkstacija (SPU) | 300,7 KB | |
Pieļaujamais lieces spriegums čuguna virzuļiem. Liekšanas spriegums, kas rodas, pieliekot spēku. Bīdes spriegums. Pieļaujamais lieces un bīdes spriegums: Leģētā tērauda pieļaujamais lieces spriegums: pieļaujamais bīdes spriegums. | |||
6751. | ELEKTRISKĀ LOKA | 157,31 KB | |
Pēc šķidrā metāla tilta pārrāvuma uz katoda, kas ir loka pamats, veidojas plankums. Termioniskās emisijas rezultātā elektronu skaits ir neliels, un šis process kalpo loka aizdedzināšanai un ir loka iniciators. Loka mucas temperatūra sasniedz 7000 K. | |||
6599. | Apgaismojuma elektriskā daļa | 387,62 KB | |
Apgaismojuma elektriskā daļa. Atbilstoši to tehnoloģiskajam mērķim elektroenerģijas uztvērējus klasificē atkarībā no enerģijas veida, kurā šis uztvērējs pārvērš elektroenerģiju, jo īpaši: mašīnu un mehānismu piedziņas mehānismi; elektrotermiskās un elektriskās spēkstacijas; elektroķīmiskās iekārtas... | |||
1820. | Rajona elektrotīkls | 299,76 KB | |
Šis projekts ietver šādas sadaļas: ievads, kurā formulējam projekta mērķi, izveidojam saikni starp pieņemtajiem lēmumiem un citu objektu projektēšanas un ekspluatācijas uzdevumiem, pamatojam izstrādājamās projekta tēmas atbilstību; jaudas bilance energosistēmā, kā rezultātā nosakām katras apakšstacijas kompensācijas ierīču jaudu; sešas sākotnējās iespējas projektētajam tīklam; sprieguma projekta izvēle apakšstaciju līnijām, salīdzināšana un izvēle visvairāk optimālais variants; elektriskā... | |||
11575. | Kuģu spēkstacija (SPP) | 289,36 KB | |
Ģenerators tiek izmantots kā regulētā sprieguma avots līdzstrāva, vai pusvadītāju taisngriezis. Konstantas frekvences uzturēšana savukārt samazinās līdz dzinēja vārpstas griešanās ātruma stabilizēšanai. |
1. Vispirms apsveriet sistēmu, kas sastāv no diviem punktu lādiņiem 1. un 2. Atradīsim to spēku f 1 un F 2 elementāro darbu algebrisko summu, ar kuriem šīs lādiņas mijiedarbojas. Ielaidiet kādu laika K-katru dt lādiņi veica kustības dl 1 un dl 2. Tad šo spēku darbs ir δA 1,2 = F 1 dl 1 +F 2 dl 2. Ņemot vērā, ka F 2 = -Fl(saskaņā ar Ņūtona trešo likumu): δA 1,2 = F 1 (dl 1 - dl 2). Vērtība iekavās ir lādiņa kustība 1 attiecībā pret maksu 2. Precīzāk, šī ir lādiņa 1 kustība K" atskaites sistēmā, kas ir stingri saistīta ar lādiņu 2 un pārvietojas ar to translatīvi attiecībā pret sākotnējo K-sistēmu. Patiešām, uzlādes 1 pārvietojums dl 1 K sistēmā var attēlot kā K" sistēmas pārvietojumu dl 2 plus lādiņa 1 pārvietojumu dl 1 attiecībā pret šo K"-sistēmu: dl 1 = dl 2 + dl 1. Tātad dl 1 -dl 2 = dl` 1 un δA 1,2 = F 1 dl` 1. δA1,2 darbs nav atkarīgs no sākotnējās K-sistēmas atskaites izvēle Spēks F 1, kas iedarbojas uz lādiņu 1 no lādiņa 2 puses, ir konservatīvs (tāpēc šī spēka darbu uz pārvietojumu dl` 1 var attēlot kā a). lādiņa 1 potenciālās enerģijas samazināšanās lādiņa 2 laukā vai kā šī lādiņu pāru mijiedarbības potenciālās enerģijas samazināšanās: δA 1,2 = -dW 1,2, kur W12 ir vērtība, kas ir atkarīga tikai no attāluma starp. šīs maksas.
2. Pārejam uz trīspunktu lādiņu sistēmu (šajā gadījumā iegūto rezultātu var viegli vispārināt patvaļīga skaita lādiņu sistēmā). Darbu, ko visi mijiedarbības spēki veic visu lādiņu elementāru kustību laikā, var attēlot kā visu trīs mijiedarbības pāru darba summu, t.i., δA = δA 1,2 + δA 1,3 + δA 2,3. Bet katram mijiedarbības pārim δA i,k = -dW ik, tāpēc δA = -d(W 12 + W 13 +W 23) = -dW, kur W ir šīs lādiņu sistēmas mijiedarbības enerģija, W = W 12 + R 13 + R 23. Katrs šīs summas loceklis ir atkarīgs no attāluma starp atbilstošajiem lādiņiem, tāpēc dotās lādiņu sistēmas enerģija W ir tās konfigurācijas funkcija. Līdzīga argumentācija ir derīga jebkura nodevu skaita sistēmai. Tas nozīmē, ka mēs varam teikt, ka katrai patvaļīgas lādiņu sistēmas konfigurācijai ir sava enerģētiskā vērtība W un δA = -dW.
Mijiedarbības enerģija. Apsveriet trīs punktu lādiņu sistēmu, kurai ir parādīts, ka W = W 12 + W 13 + W 23. Katru terminu W ik attēlosim simetriskā formā: W ik = (W ik + W ki)/2, jo W ik = W ki. Tad W = (W 12 + W 21 + W 13 + W 3l + W 23 + W 32)/2. Sagrupēsim terminus: W=[(W 12 +W 13) + (W 21 +W 23) + (W 3l +W 32)]/2. Katra summa iekavās ir i-tā lādiņa mijiedarbības ar citiem lādiņiem enerģija Wi. Tāpēc:
Paturot prātā, ka W i = q i φ i , kur q i ir i-tā maksa sistēmas; φ i -potenciāls, ko i-ro lādiņa vietā rada visi pārējie sistēmas lādiņi, iegūstam galīgo izteiksmi punktveida lādiņu sistēmas mijiedarbības enerģijai:
Kopējā mijiedarbības enerģija. Ja lādiņi tiek sadalīti nepārtraukti, tad, sadalot lādiņu sistēmu elementārlādiņu kopā dq = ρdV un pārejot no summēšanas (4.3) uz integrāciju, iegūstam
(4.4), kur φ ir potenciāls, ko rada visi sistēmas lādiņi elementā ar tilpumu dV. Līdzīgu izteiksmi var uzrakstīt lādiņu sadalījumam pa virsmu, aizstājot ρ ar σ un dV ar dS. Ļaujiet sistēmai sastāvēt no divām lodītēm ar lādiņiem q 1 un q 2. Attālums starp lodītēm ir daudz lielāks par to izmēriem, tāpēc lādiņus q l un q 2 var uzskatīt par punktveida lādiņiem. Atrodiet šīs sistēmas enerģiju W, izmantojot abas formulas. Saskaņā ar formulu (4.3), kur φ 1 ir lādiņa radītais potenciāls q 2 lādiņa vietā q 1, potenciālam φ 2 ir līdzīga nozīme. Saskaņā ar formulu (4.4.) ir nepieciešams sadalīt katras lodītes lādiņu bezgalīgi mazos elementos ρdV un katrs no tiem reizināts ar potenciālu φ, ko rada ne tikai otras lodītes lādiņi, bet arī šīs lodītes lādiņa elementi. bumba. Tad: W = W 1 + W 2 + W 12 (4,5), kur W 1 - pirmās lodītes lādiņa elementu savstarpējās mijiedarbības enerģija; W 2 - tas pats, bet otrajai bumbai; W 12- mijiedarbības enerģija starp pirmās lodītes lādiņa elementiem un otrās lodītes lādiņa elementiem. Enerģija W 1 un W 2 sauc par lādiņu q 1 un q 2 iekšējo enerģiju, un W 12 ir lādiņa q 1 mijiedarbības enerģija ar lādiņu q 2.
Vientuļa vadītāja enerģija. Ļaujiet diriģentam uzņemties lādiņu q un potenciāls φ. Tā kā φ vērtība visos punktos, kur ir lādiņš, ir vienāda, φ formulā (4.4.) var izņemt no integrāļa zīmes. Tad atlikušais integrālis ir nekas vairāk kā lādiņš q uz vadītāja, un W=qφ/2=Cφ 2 /2=q 2 /2C (4.6., ņemot vērā, ka C = q/φ).
Kondensatora enerģija. Ļaujiet q un φ - pozitīvi lādētas kondensatora plāksnes lādiņš un potenciāls. Pēc formulas (4.4.) integrāli var sadalīt divās daļās - vienai un otrai plāksnei. Tad
W = (q + φ + –q _ φ_)/2. Tā kā q_ = –q + , tad W = q + (φ + –φ_)/2 = qU/2, kur q=q + - kondensatora uzlāde, U- potenciālu atšķirība starp plāksnēm. С=q/U => W= qU/2=CU 2 /2=q 2 /2C(4.7). Apskatīsim kondensatora uzlādes procesu kā lādiņa pārnešanu nelielās porcijās dq" no vienas plāksnes uz otru. Mūsu veiktais elementārais darbs pret lauka spēkiem tiks rakstīts kā d A=U’dq’=(q’/C)dq’, kur U’ ir potenciālu starpība starp plāksnēm brīdī, kad tiek pārnesta nākamā lādiņa daļa dq." Integrējot šo izteiksmi q" no 0 līdz q, iegūstam A = q 2 /2C, kas sakrīt ar kondensatora kopējās enerģijas izteiksmi. Turklāt iegūtā izteiksme darbam A ir spēkā arī gadījumā, ja starp kondensatora plāksnēm ir patvaļīgs dielektriķis. Tas attiecas arī uz formulām (4.6.).
Darba beigas -
Šī tēma pieder sadaļai:
Uzlādes sistēmas elektriskā enerģija
Vietnē lasāms: "uzlādes sistēmas elektroenerģija"
Ja tev vajag papildu materiāls par šo tēmu, vai arī neatradāt meklēto, iesakām izmantot meklēšanu mūsu darbu datubāzē:
Ko darīsim ar saņemto materiālu:
Ja šis materiāls jums bija noderīgs, varat to saglabāt savā lapā sociālajos tīklos:
Elektrostatikā nav iespējams atbildēt uz jautājumu, kur ir koncentrēta kondensatora enerģija. Lauki un tos veidojošie lādiņi nevar pastāvēt atsevišķi. Tos nevar atdalīt. Tomēr mainīgie lauki var pastāvēt neatkarīgi no lādiņiem, kas tos ierosina (saules starojums, radioviļņi, ...), un tie pārnes enerģiju. Šie fakti liek mums to atzīt enerģijas nesējs ir elektrostatiskais lauks .
Pārvietojoties elektriskie lādiņi Kulona mijiedarbības spēki veic noteiktu darba apjomu d A. Sistēmas veikto darbu nosaka mijiedarbības enerģijas -d samazināšanās W maksas
. | (5.5.1) |
Divu punktu lādiņu mijiedarbības enerģija q 1 un q 2 atrodas attālumā r 12, ir skaitliski vienāds ar lādiņa pārvietošanas darbu q 1 stacionārā lādiņa laukā q 2 no punkta ar potenciālu uz punktu ar potenciālu:
. | (5.5.2) |
Ir ērti pierakstīt divu lādiņu mijiedarbības enerģiju simetriskā formā
![]() |
(5.5.3) |
Sistēmai no n punktu lādiņi (5.14. att.) superpozīcijas principa dēļ potenciālam, punktā, kur k-th maksas, mēs varam rakstīt:
Šeit φ k , i- potenciāls i-th maksa atrašanās vietas punktā k-th maksa. Kopumā potenciāls φ ir izslēgts k , k, t.i. Lādiņa ietekme uz sevi, kas punktveida lādiņam ir vienāda ar bezgalību, netiek ņemta vērā.
Tad sistēmas savstarpējā enerģija n maksa ir vienāda ar:
![]() |
(5.5.4) |
Šī formula ir derīga tikai tad, ja attālums starp lādiņiem ievērojami pārsniedz pašu lādiņu lielumu.
Aprēķināsim uzlādēta kondensatora enerģiju. Kondensators sastāv no divām, sākotnēji neuzlādētām, plāksnēm. Mēs pakāpeniski noņemsim lādiņu d no apakšējās plāksnes q un pārnes to uz augšējo plāksni (5.15. att.).
Rezultātā starp plāksnēm radīsies potenciāla atšķirība Pārnesot katru lādiņa daļu, tiek veikts elementārs darbs
Izmantojot jaudas definīciju, mēs iegūstam
Kopējais darbs, kas pavadīts, lai palielinātu kondensatora plākšņu uzlādi no 0 līdz q, ir vienāds ar:
Šo enerģiju var uzrakstīt arī kā
Lauka darbi dielektriskās polarizācijas laikā.
Elektriskā lauka enerģija.
Tāpat kā jebkurai matērijai, arī elektriskajam laukam ir enerģija. Enerģija ir stāvokļa funkcija, un lauka stāvokli nosaka spēks. No tā izriet, ka elektriskā lauka enerģija ir nepārprotama intensitātes funkcija. Tā kā ir nepieciešams ieviest ideju par enerģijas koncentrāciju laukā. Lauka enerģijas koncentrācijas mērs ir tā blīvums:
Atradīsim izteicienu priekš. Šim nolūkam aplūkosim plakana kondensatora lauku, uzskatot to par vienmērīgu visur. Elektriskais lauks jebkurā kondensatorā notiek uzlādes procesā, ko var attēlot kā lādiņu pārnešanu no vienas plāksnes uz otru (sk. attēlu). Elementārais darbs, kas tiek veikts lādiņa pārsūtīšanai, ir:
kur un viss darbs:
kas palielina lauka enerģiju:
Ņemot vērā to (nebija elektriskā lauka), par kondensatora elektriskā lauka enerģiju iegūstam:
Paralēlā plākšņu kondensatora gadījumā:
jo, - kondensatora tilpums ir vienāds ar lauka tilpumu. Tādējādi elektriskā lauka enerģijas blīvums ir vienāds ar:
Šī formula ir derīga tikai izotropiska dielektriķa gadījumā.
Elektriskā lauka enerģijas blīvums ir proporcionāls intensitātes kvadrātam. Šī formula, lai gan iegūta par viendabīgs lauks, attiecas uz jebkuru elektrisko lauku. Parasti lauka enerģiju var aprēķināt, izmantojot formulu:
Izteiksme ietver dielektrisko konstanti. Tas nozīmē, ka dielektrikā enerģijas blīvums ir lielāks nekā vakuumā. Tas ir saistīts ar faktu, ka, izveidojot lauku dielektrikā, papildus darbs, kas saistīts ar dielektriķa polarizāciju. Aizstāsim elektriskās indukcijas vektora vērtību enerģijas blīvuma izteiksmē:
Pirmais termins ir saistīts ar lauka enerģiju vakuumā, otrs – ar darbu, kas veltīts dielektriķa tilpuma vienības polarizācijai.
Elementārais darbs, ko lauks pavada pie polarizācijas vektora pieauguma, ir vienāds ar.
Polarizācijas darbs uz dielektriķa tilpuma vienību ir vienāds ar:
jo tas bija jāpierāda.
Apskatīsim divu punktu lādiņu sistēmu (sk. attēlu) pēc superpozīcijas principa jebkurā telpas punktā:
Elektriskā lauka enerģijas blīvums
Pirmais un trešais termins ir saistīti ar lādiņu elektriskajiem laukiem un attiecīgi, un otrais termins atspoguļo elektrisko enerģiju, kas saistīta ar lādiņu mijiedarbību:
Lādiņu pašenerģija ir pozitīva, un mijiedarbības enerģija var būt pozitīva vai negatīva.
Atšķirībā no vektora elektriskā lauka enerģija nav aditīvs lielums. Mijiedarbības enerģiju var attēlot ar vienkāršākām attiecībām. Divu punktu lādiņiem mijiedarbības enerģija ir vienāda ar:
ko var attēlot kā summu:
kur ir lādiņa lauka potenciāls lādiņa vietā un lādiņa lauka potenciāls lādiņa vietā.
Iegūto rezultātu vispārinot patvaļīga skaita lādiņu sistēmā, iegūstam:
kur ir sistēmas lādiņš, ir lādiņa vietā radītais potenciāls, visi pārējie sistēmas maksas.
Ja lādiņi tiek nepārtraukti sadalīti ar tilpuma blīvumu, summa jāaizstāj ar tilpuma integrāli:
kur ir potenciāls, ko rada visi sistēmas lādiņi elementā ar tilpumu. Iegūtā izteiksme atbilst kopējā elektriskā enerģija sistēmas.
Lādiņu sistēmas elektriskā enerģija.
Lauka darbi dielektriskās polarizācijas laikā.
Elektriskā lauka enerģija.
Tāpat kā jebkurai matērijai, arī elektriskajam laukam ir enerģija. Enerģija ir stāvokļa funkcija, un lauka stāvokli nosaka spēks. No tā izriet, ka elektriskā lauka enerģija ir nepārprotama intensitātes funkcija. Tā kā ir ārkārtīgi svarīgi ieviest enerģijas koncentrācijas jēdzienu laukā. Lauka enerģijas koncentrācijas mērs ir tā blīvums:
Atradīsim izteicienu priekš. Šim nolūkam aplūkosim plakana kondensatora lauku, uzskatot to par vienmērīgu visur. Uzlādes procesā jebkurā kondensatorā rodas elektriskais lauks, ko var attēlot kā lādiņu pārnešanu no vienas plāksnes uz otru (sk. attēlu). Elementārais darbs, kas iztērēts lādiņa pārsūtīšanai, ir vienāds ar:
kur un viss darbs:
kas palielina lauka enerģiju:
Ņemot vērā to (nebija elektriskā lauka), par kondensatora elektriskā lauka enerģiju iegūstam:
Paralēlā plākšņu kondensatora gadījumā:
jo, - kondensatora tilpums ir vienāds ar lauka tilpumu. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, elektriskā lauka enerģijas blīvums ir vienāds ar:
Šī formula ir derīga tikai izotropiska dielektriķa gadījumā.
Elektriskā lauka enerģijas blīvums ir proporcionāls intensitātes kvadrātam. Šī formula, kaut arī iegūta vienmērīgam laukam, ir patiesa jebkuram elektriskajam laukam. Parasti lauka enerģiju var aprēķināt, izmantojot formulu:
Izteiksme ietver dielektrisko konstanti. Tas nozīmē, ka dielektrikā enerģijas blīvums ir lielāks nekā vakuumā. Tas ir saistīts ar faktu, ka, izveidojot lauku dielektrikā, tiek veikts papildu darbs, kas saistīts ar dielektriķa polarizāciju. Aizstāsim elektriskās indukcijas vektora vērtību enerģijas blīvuma izteiksmē:
Pirmais termins ir saistīts ar lauka enerģiju vakuumā, otrs – ar darbu, kas veltīts dielektriķa tilpuma vienības polarizācijai.
Elementārais darbs, ko lauks pavada pie polarizācijas vektora pieauguma, ir vienāds ar.
Polarizācijas darbs uz dielektriķa tilpuma vienību ir vienāds ar:
jo tas bija jāpierāda.
Apskatīsim divu punktu lādiņu sistēmu (sk. attēlu) pēc superpozīcijas principa jebkurā telpas punktā:
Elektriskā lauka enerģijas blīvums
Pirmais un trešais termins ir saistīti ar lādiņu elektriskajiem laukiem un attiecīgi, un otrais termins atspoguļo elektrisko enerģiju, kas saistīta ar lādiņu mijiedarbību:
Lādiņu pašenerģija ir pozitīva, un mijiedarbības enerģija var būt pozitīva vai negatīva.
Atšķirībā no vektora elektriskā lauka enerģija nav aditīvs lielums. Mijiedarbības enerģiju var attēlot ar vienkāršākām attiecībām. Divu punktu lādiņiem mijiedarbības enerģija ir vienāda ar:
ko var attēlot kā summu:
kur ir lādiņa lauka potenciāls lādiņa vietā un lādiņa lauka potenciāls lādiņa vietā.
Iegūto rezultātu vispārinot patvaļīga skaita lādiņu sistēmā, iegūstam:
kur ir sistēmas lādiņš, ir lādiņa vietā radītais potenciāls, visi pārējie sistēmas maksas.
Ja lādiņi tiek nepārtraukti sadalīti ar tilpuma blīvumu, summa jāaizstāj ar tilpuma integrāli:
kur ir potenciāls, ko rada visi sistēmas lādiņi tilpuma elementā. Iegūtā izteiksme atbilst kopējā elektriskā enerģija sistēmas.
- Salāti ar etiķi un kāpostiem - garšas svētki uz jūsu galda!
- Žāvētas šitaki sēnes. Šitaki sēņu receptes. Šitaki sēņu lietošana: apcep, vāra, žāvē
- Tunča salāti: recepte un gatavošanas padomi, sastāvs un kaloriju saturs Kā pagatavot diētiskos salātus ar tunci
- Receptes dzērveņu želejas pagatavošanai no svaigām un saldētām ogām