Закон сохранения и превращения энергии в электрических цепях

Фазовый сдвиг

Элементы цепи с реактивными сопротивлениями вызывают в цепи переменного тока особое электромагнитное явление – сдвиг по фазе между ЭДС и током
Сдвиг по фазе между ЭДС и током
где φ – фазовый сдвиг, возможные значения которого определяются уравнением
Значения фазового сдвига
Отсутствие фазового сдвига возможно в двух случаях, когда Rl = Rc или когда емкостные и индуктивные элементы в цепи отсутствуют. Фазовый сдвиг затрудняет вывод мощности источника в электрическую цепь. Особым элементом электрической цепи является ее электромеханический элемент, способный при прохождении через него электрического тока выполнять механическую работу.

Электрическим током в подобном элементе возбуждается сила или момент силы, под действием которых происходят линейные или угловые перемещения самого элемента или его частей относительно друг друга. Эти механические явления, связанные с электрическим током, сопровождаются превращением энергии электромагнитного поля в элементе в его механическую энергию.
Читать дальше…

Механическая энергия в электрических цепях

Механическая энергия возбуждается особыми электромеханическими элементами цепи, которые при прохождении по ним электрического тока выполняют механическую работу. Это могут быть электрические двигатели, электромагнитные вибраторы и др. Электрическим током в этих элементах возбуждаются силы или моменты сил, под действием которых происходят линейные, угловые или колебательные перемещения, при этом электромеханический элемент становиться носителем механической энергии
Формулы линейных, механических и колебательных перемещений
Варианты технической реализации электромеханических элементов практически безграничны. Но в любом случае происходит одно и тоже физическое явление – превращение энергии электромагнитного поля в механическую энергию
Превращение энергии электромагнитного поля в механическую
Важно подчеркнуть, что это превращение происходит в условиях электрической цепи и при безусловном выполнении закона сохранения энергии. Следует учесть, что электромеханический элемент цепи при любом своем назначении и техническом исполнении  является накопителем энергии электромагнитного поля Wполя. Она накапливается на внутренних емкостных или индуктивных частях электромеханического элемента, между которыми и возбуждается механическое взаимодействие. При этом механическая мощность электромеханического элемента цепи определяется не энергией Wполя, а производной по времени от нее, т.е. интенсивностью ее изменения Р внутри самого элемента
Формула механической мощности электромеханического элемента цепи
Читать дальше…


обучение в Великобритании