Електрическа енергия на системата. Енергийна система (енергийна система). Електрическа (електрическа) система. Електрическа енергия на системата от заряди

Област на икономиката, която обхваща ресурси, добив, трансформация и използване различни видовеенергия.

Енергията може да бъде представена от следните взаимосвързани блокове:

1. Природни енергийни ресурси и добивни предприятия;

2. Преработвателни предприятия и транспорт на готово гориво;

3. Производство и пренос на електрическа и топлинна енергия;

4. Потребители на енергия, суровини и продукти.

Кратко съдържание на блоковете:

1) Природни ресурсисе разделят на:

    възобновяеми (слънчеви, биомаса, хидроресурси);

    невъзобновяеми (въглища, петрол);

2) Минни предприятия (рудници, мини, газови платформи);

3) Предприятия за преработка на гориво (обогатяване, дестилация, пречистване на гориво);

4) Транспортиране на гориво ( Железопътна линия, танкери);

5) Производство на електрическа и топлинна енергия (ТЕЦ, АЕЦ, ВЕЦ);

6) Пренос на електрическа и топлинна енергия (електрически мрежи, тръбопроводи);

7) Потребители на енергия, топлина (енергия и промишлени процеси, отопление).


Частта от енергийния сектор, занимаваща се с получаване на големи количества електроенергия, предаването й на разстояние и разпределението й между потребителите, нейното развитие се осъществява за сметка на електроенергийните системи.

Това е съвкупност от взаимосвързани електроцентрали, електрически и топлинни системи, както и консуматори на електрическа и топлинна енергия, обединени от единството на процеса на производство, пренос и потребление на електрическа енергия.

Електроенергийна система: ТЕЦ - комбинирана топлоелектрическа централа, АЕЦ - атомна електроцентрала, ТЕЦ - кондензационна електроцентрала, 1-6 - консуматори на електроенергия ТЕЦ


Схема на топлокондензационна електроцентрала

Електрическа система (електрическа система, ES)- електрическата част на електроенергийната система.




Диаграмата е показана в едноредово изображение, т.е. една линия означава три фази.

Технологичен процес в електроенергийната система

Технологичният процес е процес на преобразуване на първичен енергиен ресурс (изкопаемо гориво, хидроенергия, ядрено гориво) в крайни продукти (електричество, топлинна енергия). Параметрите и показателите на технологичния процес определят ефективността на производството.

Схематично технологичният процес е показан на фигурата, която показва, че има няколко етапа на преобразуване на енергия.

Схема на технологичния процес в електроенергийната система: К - котел, Т - турбина, G - генератор, Т - трансформатор, електропроводи - електропроводи

В котел K енергията на изгаряне на горивото се превръща в топлина. Котелът е парогенератор. в турбината Термална енергияпреобразувани в механични. В генератора механична енергияпреобразувани в електричество. Напрежението на електрическата енергия в процеса на нейното предаване по електропроводи от станцията до консуматора се трансформира, което осигурява ефективността на предаването.

От всички тези връзки зависи ефективността на технологичния процес. Следователно съществува комплекс от режимни задачи, свързани с работата на котли, турбини на ТЕЦ, турбини на ВЕЦ, ядрени реактори, електрическо оборудване (генератори, трансформатори, електропроводи и др.). Необходимо е да се избере съставът на работещото оборудване, режимът на неговото натоварване и използване, за да се спазват всички ограничения.

електрическа инсталация- инсталация, в която се произвежда, произвежда или консумира, разпределя електрическа енергия. Може да бъде: отворен или затворен (на закрито).

електроцентрала- сложен технологичен комплекс, върху който енергията на естествен източник се преобразува в енергия електрически токили топлина.

Трябва да се отбележи, че електроцентралите (особено топлинните, работещи с въглища) са основните източници на замърсяване. заобикаляща средаенергия.


електрическа подстанция- електрическа инсталация, предназначена за преобразуване на електричество от едно напрежение в друго със същата честота.

Пренос на мощност (електрическа линия)- структурата се състои от издигнати подстанции за електропреносна линия и понижаващи подстанции (система от проводници, кабели, опори), предназначени за пренос на електричество от източника към потребителя.

Електричество на мрежата- набор от електропроводи и подстанции, т.е. устройства, които свързват захранването към .

· Потенциалът на електрическо поле е величина, равна на съотношението на потенциалната енергия на точков положителен заряд, поставен в дадена точка от полето, към този заряд

или потенциалът на електрическото поле е величина, равна на съотношението на работата на силите на полето за преместване на точков положителен заряд от дадена точка на полето до безкрайност към този заряд:

Потенциалът на електрическото поле в безкрайността условно се приема равен на нула.

Имайте предвид, че когато зарядът се движи в електрическо поле, работата A v.sвъншни сили е равна по абсолютна стойност на работата A s.p.сила на полето и е противоположна на него по знак:

A v.s = – A d.s.

· Потенциал на електрическо поле, създаден от точков заряд Вна разстояние rот обвинението

· Потенциалът на електрическото поле, създадено от метален, носещ заряд Всфера с радиус Р, на разстояние rот центъра на сферата:

вътре в сферата ( r<R) ;

на повърхността на сфера ( r=R) ;

извън обхвата (r>R) .

Във всички формули, дадени за потенциала на заредена сфера, e е проницаемостта на хомогенен безкраен диелектрик, обграждащ сферата.

· Потенциалът на електрическото поле, създадено от системата Пточковите заряди, в дадена точка, в съответствие с принципа на суперпозиция на електрическите полета, е равен на алгебричния сбор от потенциали j1, j2, ... , j n, създадени от индивидуални точкови такси Q1, Q2, ..., Qn:

· Енергия Увзаимодействия на система от точкови заряди Q1, Q2, ..., Qnсе определя от работата, която тази система от заряди може да извърши, когато се отстраняват един спрямо друг до безкрайност, и се изразява с формулата

къде е потенциалът на полето, създадено от всички П- 1 такса (с изключение на и th) в точката, където се намира зарядът Q i .

· Потенциалът е свързан със силата на електрическото поле чрез съотношението

В случай на електрическо поле със сферична симетрия тази връзка се изразява с формулата

или в скаларна форма

и в случай на хомогенно поле, т.е. поле, чиято интензивност във всяка точка е еднаква както по абсолютна стойност, така и по посока

където j1и j2- потенциали на точки от две еквипотенциални повърхности; д-разстоянието между тези повърхности по линията на електрическото поле.

· Свършената работа електрическо полепри преместване на точков заряд Вот една точка на полето, която има потенциал j1, към друг, който има потенциал j2

А=Q ∙(j1 – j2), или

където Ел-проекцията на вектора на напрежението върху посоката на движение; dl-движение.

В случай на хомогенно поле последната формула приема формата

A=Q∙E∙l∙cosa,

където л- движение; а- ъгълът между посоките на вектора и преместването.


Диполът е система от две точки електрически зарядиравни по размер и противоположни по знак, разстояние лмежду които има много по-малко разстояние rот центъра на дипола до точките за наблюдение.

Векторът, изтеглен от отрицателния заряд на дипола към неговия положителен заряд, се нарича рамото на дипола.

Продуктът на таксата | В| дипол на неговото рамо се нарича електрически момент на дипола:

Сила на диполното поле

където Ре електрическият момент на дипола; r- модулът на радиус-вектора, изтеглен от центъра на дипола до точката, силата на полето, която ни интересува; α е ъгълът между радиус вектора и диполното рамо.

Потенциал на диполно поле

Механичният момент, действащ върху дипол с електрически момент, поставен в еднородно електрическо поле с интензитет

или M=p∙E∙грях,

където α е ъгълът между посоките на векторите и .

В нехомогенно електрическо поле освен механичния момент (двойка сили) върху дипола действа и друга сила. В случай на поле със симетрия спрямо оста х, силата се изразява чрез съотношението

където е частичната производна на силата на полето, характеризираща степента на нехомогенност на полето по посока на оста Х.

Със сила Ф x е положително. Това означава, че под действието на неговия дипол се изтегля в областта на силно поле.

Потенциална енергия на дипол в електрическо поле

Енергиен подход към взаимодействието. Енергийният подход към взаимодействието на електрическите заряди е, както ще видим, много ползотворен в практическото си приложение и освен това отваря възможността за по-различен поглед върху самото електрическо поле като физическа реалност.

На първо място, ще разберем как може да се стигне до концепцията за енергията на взаимодействие на система от заряди.

1. Първо, разгледайте система от два точкови заряда 1 и 2. Намерете алгебричния сбор от елементарната работа на силите F и F2, с които тези заряди взаимодействат. Нека в някаква K-референтна система за времето cU зарядите се движат dl, а dl 2. Тогава съответната работа на тези сили

6L, 2 = F, dl, + F2 dl2.

Като се има предвид, че F2 = - F, (съгласно третия закон на Нютон), ние пренаписваме предишния израз: Mlj, = F,(dl1-dy.

Стойността в скоби е движението на заряд 1 спрямо заряд 2. По-точно, това е движението на заряда / в /("-референтна система, твърдо свързана със заряд 2 и движеща се транслационно с него спрямо оригинала /( -система. Действително, изместването dl, заряд 1 в /(-система може да бъде представено като изместване на dl2 /("-система плюс изместване на dl, заряд / спрямо това /("-система: dl, = dl2+dl ,. Следователно dl, - dl2 = dl" , и

И така, се оказва, че сумата от елементарна работа в произволна /(-референтна система винаги е равна на елементарната работа, извършена от силата, действаща върху един заряд в референтната система, където другият заряд е в покой. С други думи, работата 6L12 не зависи от избора на началните /( - референтни системи.

Силата F„, действаща върху заряда / от страната на заряда 2, е консервативна (като централна сила). Следователно работата на тази сила върху изместването dl може да се представи като намаляване на потенциалната енергия на заряд 1 в полето на заряд 2 или като намаляване на потенциалната енергия на взаимодействие на разглежданата двойка заряди:

където 2 е стойност, която зависи само от разстоянието между тези заряди.

2. Сега да преминем към система от три точкови заряди (получения резултат за този случай може лесно да се обобщи до система от произволен брой заряди). Работата, извършена от всички сили на взаимодействие по време на елементарни премествания на всички заряди, може да се представи като сума от работата на трите двойки взаимодействия, т.е. 6L = 6L (2 + 6L, 3 + 6L 2 3. Но за всяка двойка взаимодействия , веднага щом беше показано, 6L ik = - d Wik, така че

където W е енергията на взаимодействие на дадена система от заряди,

W "= wa + Wtz + w23.

Всеки член на тази сума зависи от разстоянието между съответните заряди, така че енергията W

на дадена система от заряди е функция от нейната конфигурация.

Подобни разсъждения очевидно са валидни за система от произволен брой такси. Следователно може да се твърди, че всяка конфигурация на произволна система от заряди има своя собствена стойност на енергията W и работата на всички сили на взаимодействие, когато тази конфигурация се промени, е равна на намаляването на енергията W:

bl = -ag. (4.1)

Енергия на взаимодействие. Нека намерим израз за енергията W. Първо, разгледаме отново системата от три точкови заряда, за които показахме, че W = - W12+ ^13+ ^23- Нека трансформираме тази сума по следния начин. Представяме всеки термин Wik в симетрична форма: Wik= ]/2(Wlk+ Wk), тъй като Wik=Wk, Тогава

Нека групираме членовете със същите първи индекси:

Всяка сума в скоби е енергията Wt на взаимодействието на i-тия заряд с останалите заряди. Така че последният израз може да бъде пренаписан така:

Обобщение на произвол

от получения израз за система от броя на зарядите е очевидно, тъй като е ясно, че извършеното разсъждение е напълно независимо от броя на зарядите, които съставляват системата. И така, енергията на взаимодействието на система от точкови заряди

Като се има предвид, че Wt =<7,9, где qt - i-й заряд системы; ф,- потен­циал, создаваемый в месте нахождения г-го заряда всеми остальными зарядами системы, получим окончательное выражение для энергии взаимодействия системы точечных зарядов:

Пример. Четири еднакви точкови заряда q са разположени във върховете на тетраедър с ръб а (фиг. 4.1). Намерете енергията на взаимодействие на зарядите на тази система.

Енергията на взаимодействие на всяка двойка заряди тук е еднаква и е равна = q2/Ale0a. Има шест такива взаимодействащи двойки, както може да се види от фигурата, така че енергията на взаимодействие на всички точкови заряди на тази система

W=6#,=6<72/4яе0а.

Друг подход за решаване на този проблем се основава на използването на формула (4.3). Потенциалът f на мястото на един от зарядите, поради полето на всички други заряди, е равен на f = 3<7/4яе0а. Поэтому

Обща енергия на взаимодействие. Ако зарядите се разпределят непрекъснато, тогава, разширявайки системата от заряди в набор от елементарни заряди dq = p dV и преминавайки от сумиране в (4.3) към интегриране, получаваме

където f е потенциалът, създаден от всички заряди на системата в елемент с обем dV. Подобен израз може да бъде написан за разпределението на зарядите, например, върху повърхност; за това е достатъчно във формула (4.4) да се замени p с o и dV с dS.

Човек може погрешно да си помисли (и това често води до недоразумения), че изразът (4.4) е само модифициран израз (4.3), съответстващ на замяната на идеята за точкови заряди с идеята за непрекъснато разпределен заряд. Всъщност това не е така - и двата израза се различават по своето съдържание. Произходът на тази разлика е в различния смисъл на потенциала φ, включен и в двата израза, което е най-добре илюстрирано от следния пример.

Нека системата се състои от две топки със заряди q и q2 "Разстоянието между топките е много по-голямо от техния размер, така че зарядите ql и q2 могат да се считат за точкови заряди. Нека намерим енергията W на тази система, използвайки двете формули.

Съгласно формула (4.3)

W="AUitPi +2> където f[ е потенциалът, създаден от заряда q2 на мястото

намирането на заряд има подобно значение

и потенциал f2.

Съгласно формула (4.4) трябва да разделим заряда на всяка топка на безкрайно малки елементи p AV и да умножим всеки от тях по потенциала φ, създаден не само от зарядите на друга топка, но и от елементите на заряда на тази топка. Ясно е, че резултатът ще бъде напълно различен, а именно:

W=Wt + W2+Wt2, (4.5)

където Wt е енергията на взаимодействие един с друг на елементите на заряда на първата топка; W2 - същото, но за втората топка; Wi2 - енергия на взаимодействие на зарядните елементи на първата топка със зарядните елементи на втората топка. Енергиите W и W2 се наричат ​​собствени енергии на зарядите qx и q2, а W12 е енергията на взаимодействието на заряда със заряда q2.

Така виждаме, че изчисляването на енергията W по формула (4.3) дава само Wl2, а изчислението по формула (4.4) дава общата енергия на взаимодействие: в допълнение към W(2, има и собствени енергии IF и W2. Пренебрегването на това обстоятелство често е източник на груби грешки.

Ще се върнем към този въпрос в § 4.4, но сега получаваме няколко важни резултата, използвайки формула (4.4).

Естествените природни източници, от които се черпи енергия, за да се подготви в правилните форми за различни технологични процеси, се наричат ​​енергийни ресурси. Съществуват следните видове основни енергийни ресурси: химическа енергия на горивото; b атомна енергия; към водна мощност, т.е. хидравлична; r радиационна енергия на слънцето; d вятърна енергия. e енергия на приливи и отливи; Ами геотермална енергия. Първичен енергиен източник или енергиен ресурс въглища газьол уранов концентрат хидроенергия слънчева...


Споделяйте работата си в социалните мрежи

Ако тази работа не ви устройва, в долната част на страницата има списък с подобни произведения. Можете също да използвате бутона за търсене


Лекция номер 1.

Основни определения

Енергийна система (енергийна система)се състои от електроцентрали, електрически мрежи и консуматори на електроенергия, свързани помежду си и свързани чрез общ режим и общо управление на този режим.

Електрическа (електрическа) система- това е съвкупност от електрически части на електроцентралата, електрически мрежи и консуматори на електроенергия, т.е. той е част от енергийната система, с изключение на топлинните мрежи и топлинните консуматори.

Електрическа мрежа- комплект електрически инсталации за разпределение на електрическа енергия, състоящ се от подстанции, разпределителни устройства, въздушни и кабелни електропроводи.

Електрически подстанции- електрическа инсталация, предназначена да преобразува електричество от едно напрежение или честота в друго напрежение или честота.

Характеристики на енергийните системи

Честотата във всички точки на електрически свързани мрежи е една и съща

Равнопоставеност на консумираните и генерираните мощности

Напрежението в различните мрежови възли не е еднакво

Предимства на взаимно свързване на енергийни системи

Подобряване на надеждността на захранването

Подобряване на устойчивостта на енергийните системи

Подобряване на технико-икономическите показатели на енергийните системи

Стабилно качество на захранването

Намаляване на необходимия резерв на мощност

Условията на натоварване на блоковете се подобряват поради изравняване на графика на натоварване и намаляване на максималното натоварване на електроенергийната система.

Съществува възможност за по-пълно използване на генериращите мощности на ЕП, поради разликата в географското им положение в географска ширина и дължина.

Оперативното управление на енергийните системи се осъществява от техните диспечерски служби, които установяват въз основа на подходящи изчисления оптималния режим на работа на електроцентрали и мрежи с различно напрежение.

Енергиен източник

Има възобновяеми и невъзобновяеми енергийни източници.

Естествените (естествени) източници, от които се черпи енергия, за да се подготви в правилните форми за различни технологични процеси, се наричат ​​енергийни ресурси.

Съществуват следните видове основни енергийни ресурси:

а) химическата енергия на горивото;

б) атомна енергия;

в) водна енергия (т.е. хидравлична);

г) енергия на слънчевата радиация;

д) вятърна енергия.

е) приливна енергия;

ж) геотермална енергия.

Първичният енергиен източник или енергиен ресурс (въглища, газ, нефт, уранов концентрат, хидроенергия, слънчева енергия и др.) влиза в един или друг енергиен преобразувател, чийто изход е или електрическа енергия, или електрическа и топлинна енергия. Ако не се генерира топлинна енергия, тогава е необходимо да се използва допълнителен преобразувател на енергия от електрическа в топлинна (прекъснати линии на фиг. 1.1).

Най-голямата част от консумираната електрическа енергия у нас се получава при изгаряне на горива, добити от земните недра - въглища, газ, мазут (продукт от рафинирането на нефт). Когато се изгарят, химическата енергия на горивата се превръща в топлинна енергия.

Електроцентралите, които преобразуват топлинната енергия, получена от изгаряне на гориво, в механична енергия, а тази в електрическа енергия, се наричат ​​топлоелектрически централи (ТЕЦ).

Електроцентралите, които работят с възможно най-голямо натоварване през значителна част от годината, се наричат ​​базови, електроцентрали, които се използват само през част от годината за покриване на „върховото“ натоварване се наричат ​​пикови.

ES класификация:

  1. TPP (CPP, CHPP, GTS, PGPP)
  2. Атомни електроцентрали (1-контур, 2-контурен, 3-контурен)
  3. ВЕЦ (язовир, отклонение)

Електрическа част на ES

Електроцентралите (ЕЦ) са сложни технологични комплекси с общ брой основно и спомагателно оборудване. Основното оборудване се използва за производство, преобразуване, пренос и разпределение на електрическа енергия, спомагателното оборудване се използва за изпълнение на спомагателни функции (измерване, сигнализация, управление, защита и автоматизация и др.). Ще покажем взаимното свързване на различни съоръжения на опростена електрическа схема на ES с шините на напрежението на генератора (виж фиг. 1).

Ориз. един

Електричеството, генерирано от генератора, се подава към шините SS и след това се разпределя между спомагателните нужди на SN, натоварването на генераторното напрежение NG и енергийната система. Отделни елементи на фиг. 1 са предназначени за:

1. Q превключватели - за включване и изключване на веригата в нормален и авариен режим.

2. QS разединители - да се освободи напрежението от изключените части на ел. инсталацията и да се създаде видима отворена верига, необходима за извършване на ремонтни дейности. Разединителите, като правило, са ремонтни, а не експлоатационни елементи.

3. SS шини - за получаване на електрическа енергия от източници и разпределението й между потребителите.

4. Устройства за релейна защита РЗ - за установяване на факта и местоположението на повреда в ел. инсталацията и подаване на команда за изключване на повредения елемент.

5. Устройства за автоматизация А - за автоматично включване или превключване на вериги и устройства, както и за автоматично регулиране на режимите на работа на електроинсталационни елементи.

6. IP измервателни уреди - за контрол на работата на основното оборудване на централата и качеството на енергията, както и за отчитане на произведената и доставената електрическа енергия.

7. Измервателни токови трансформатори TA и напрежение TV .

Тестови въпроси:

  1. Дайте определението на енергийната система и всички елементи, включени в нея.
  2. Основни параметри на електричеството.
  3. Какви източници на енергия са природните източници?
  4. Какво представляват топлоелектрическите централи?
  5. Какви са традиционните начини за производство на електроенергия?
  6. Какви методи за производство на електроенергия са нетрадиционни?
  7. Избройте видовете възобновяема енергия?
  8. Избройте видовете невъзобновяеми енергийни източници?
  9. Какви видове електроцентрали са ТЕЦ?
  10. Какви са техническите и икономическите предимства на взаимното свързване на енергийни системи.
  11. Кои електроцентрали се наричат ​​базови и кои се наричат ​​пикови?
  12. Какви са изискванията към енергийните системи?
  13. Избройте основните цели на устройствата за автоматизация, трансформатори на ток и напрежение, ключове.
  14. Избройте основните предназначения на разединителите, устройствата за релейна защита и шините. Каква е целта на реактор за ограничаване на тока?

Други свързани произведения, които може да ви заинтересуват.vshm>

4138. Алтернативна система за гласуване. Кумулативна система за гласуване. Система с топки 4,28 КБ
Алтернативна система за гласуване. Кумулативна система за гласуване. Системата от топки По някакъв начин неефективността на системата за абсолютно превъзходство е вече в първия тур на изборите, алтернативно преференциално гласуване или абсолютно гласуване за всяка селекция от гласове за един кандидат, но уточняване на реда на техните предимства за други . Такава система беше въведена в Австралия по време на изборите на Камарата на представителите в долната камара на австралийския парламент.
9740. Партийна политическа система на Япония и избирателно право и система 47,98 КБ
Основните човешки права са гарантирани от японската конституция. Те се определят като вечни и непоклатими. Тези права включват правото на равенство, свобода, социални права, правото на защита на основните човешки права. Конституцията позволява ограничаване на правата на човека, ако те нарушават общото благосъстояние или правата на другите.
5899. Системата на правото и системата на законодателството 22,78 КБ
Системата на правото и системата на законодателството Понятието за системата на правото Системата на правото е вътрешната структура на структурата на правото, отразяваща уеднаквяването и диференцирането на правните норми. Основната цел на тази концепция е да обясни същевременно интегрирането и разделянето на нормативния масив на отрасли и институции, да даде систематична характеристика на позитивното право като цяло. Тук е особено необходимо да се подчертае, че структурата на правото, неговата система определя неговата форма, системата на законодателството и е неразривно свързана с него. тези права и задължения, които са станали...
4136. Мажоритарната избирателна система е абсолютно превъзходство. Мажоритарна избирателна система 3,91 КБ
Нека разгледаме атакуващия тип уникални мажоритарни системи - системата на абсолютно мнозинство в горната част на списъка пред предната система за избор на кандидат, за да се изберат повече от половината от гласовете на избирателите, тогава формулата е 50 плюс един глас. В този ранг, за системата с абсолютен най-голям избор, най-вече те се намират в две обиколки. Когато системата е блокирана, по правило има по-нисък праг за участие на избирателите в гласуването. Основният недостатък на мажоритарната система с абсолютно величие е липсата на ефективност на изборите.
17060. Електроснабдяване на обединените енергийни системи на Единната енергийна система на Русия 271,02 КБ
Електроснабдяване на обединените енергийни системи на Единната енергийна система на Русия Икономическото развитие на териториалните единици от всяко йерархично ниво, включително големите асоциации на региони на макрорегиони, до голяма степен се определя от нивото на тяхното енергийно снабдяване. От друга страна, обемът на енергийната сигурност ограничава максимално възможния обем на получените параметри за развитие на териториалните образувания, в частност ВРП, при дадено ниво на енергийна ефективност на икономиката. правилно...
4902. Корабна електроцентрала (SPP) 300,7 КБ
Допустимо напрежение на огъване за чугунени бутала. Напрежението на огъване, възникващо в момента на действие на силата. Напрежение на срязване. Допустимо напрежение на огъване и срязване: Допустимо напрежение на огъване за легирана стомана: Допустимо напрежение на срязване.
6751. ЕЛЕКТРИЧЕСКА ДЪГА 157,31 КБ
След като течният метален мост се счупи, върху катода се образува петно, което е основата на дъгата. Броят на електроните в резултат на термионната емисия е малък и този процес служи за запалване на дъгата, тоест е инициатор на дъгата. Температурата на дъгата достига 7000 K.
6599. Електрическа част от осветлението 387,62 КБ
Електрическа част от осветлението. Според технологичното предназначение електроприемниците се класифицират в зависимост от вида на енергията, в която този приемник преобразува електрическата енергия, по-специално: задвижващи механизми на машини и механизми; електротермални и електрически централи; електрохимични инсталации...
1820. Районна електрическа мрежа 299,76 КБ
Този проект включва следните раздели: въведение, в което формулираме целта на проекта; установяваме връзката на взетите решения със задачите за проектиране и експлоатация на други обекти; обосноваваме уместността на разработваната тема на проекта; баланс на мощността в електроенергийната система, в резултат на което определяме мощността на компенсаторните устройства на всяка подстанция; шест изходни варианта на проектираната мрежа; избор на проектно напрежение на подстанцията, сравнение и избор на най-оптималния вариант; електрически...
11575. Корабна електроцентрала (SES) 289,36 КБ
Като източници на регулирано напрежение се използва DC генератор или полупроводников токоизправител. Поддържането на постоянна честота от своя страна се свежда до стабилизиране на скоростта на въртене на вала на първичния двигател на GA.

Помислете за система от два точкови заряда (виж фигурата) според принципа на суперпозиция във всяка точка от пространството:

.

Плътност на енергията на електрическото поле

Първият и третият член са свързани с електрическите полета на зарядите и съответно, а вторият член отразява електрическата енергия, свързана с взаимодействието на зарядите:

Собствена енергия на зарядите положителна стойност
, а енергията на взаимодействието може да бъде както положителна, така и отрицателна
.

За разлика от вектора енергията на електрическото поле не е добавена величина. Енергията на взаимодействието може да бъде представена с по-проста връзка. За два точкови заряда енергията на взаимодействие е:

,

което може да се представи като сумата:

където
- потенциал на зарядното поле на мястото на заряда , а
- потенциал на зарядното поле на мястото на заряда .

Обобщавайки получения резултат към система от произволен брой заряди, получаваме:

,

където -
системно зареждане, - потенциал, създаден на мястото
зареждане, всички останалисистемни такси.

Ако зарядите се разпределят непрекъснато с насипна плътност , сумата трябва да бъде заменена с обемен интеграл:

,

където - потенциалът, създаден от всички заряди на системата в обемния елемент
. Полученият израз съвпада обща електрическа енергиясистеми.

Примери.

    Заредена метална сфера в хомогенен диелектрик.

В този пример ще разберем защо електрическите сили в диелектрика са по-малки от тези във вакуум и ще изчислим електрическата енергия на такава топка.

Х силата на полето в диелектрика е по-малка от силата на полето във вакуум веднъж
.

Това се дължи на поляризацията на диелектрика и появата на свързан заряд близо до повърхността на проводника. противоположен знак на заряда на проводника (виж снимката). Свързани такси екран на полето за безплатни такси , намалявайки го навсякъде. Силата на електрическото поле в диелектрика е равна на сумата
, където
- сила на полето на безплатни заряди,
- напрегнатост на полето на свързаните заряди. Предвид това
, намираме:






.

Разделяйки на повърхността на проводника, намираме връзката между повърхностната плътност на свързаните заряди
и повърхностна плътност на безплатните заряди :

.

Полученото съотношение е подходящо за проводник с всякаква конфигурация в хомогенен диелектрик.

Нека намерим енергията на електрическото поле на топката в диелектрика:

Тук се взема предвид, че
, а елементарният обем, като се вземе предвид сферичната симетрия на полето, се избира под формата на сферичен слой. е капацитетът на топката.

Тъй като зависимостта на силата на електрическото поле вътре и извън топката от разстоянието до центъра на топката r се описва с различни функции:

изчислението на енергията се свежда до сумата от два интеграла:

.

Забележете, че свързаните заряди възникват на повърхността и в обема на диелектричната сфера:

,
,

където
е обемната плътност на свободните заряди в сферата.

Докажете го сами с помощта на връзки
,
и теоремата на Гаус
.

Собствената енергия на всяка обвивка е равна съответно (виж пример 1.):

,
,

и енергията на взаимодействие на обвивката:

.

Общата енергия на системата е:

.

Ако черупките са заредени с еднакви заряди с противоположен знак
(сферичен кондензатор), общата енергия ще бъде равна на:

където
е капацитетът на сферичен кондензатор.


Напрежението, приложено към кондензатора е:

,

където и - сила на електрическото поле в слоеве.

Електрическа индукция в слоеве:

- повърхностна плътност на свободните заряди върху плочите на кондензатора.

Предвид връзката
от дефиницията на капацитета получаваме:

.

Получената формула лесно се обобщава за случая на многослоен диелектрик:

.