Определение напряжение: Электрическое напряжение: определение, виды, единицы измерения — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Рабочее напряжение — это… Что такое Рабочее напряжение (значение, термин, определение) — ПожВики Портала про Пожарную безопасность

Мы используем cookie (файлы с данными о прошлых посещениях сайта) для персонализации и удобства пользователей. Так как мы серьезно относимся к защите персональных данных пожалуйста ознакомьтесь с условиями и правилами их обработки. Вы можете запретить сохранение cookie в настройках своего браузера.

Для определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с СП 12.13130 со встроенным справочником веществ и материалов

Сервис RiskCalculator предназначен для определения расчетной величины индивидуального пожарного риска для i-го сценария пожара QB,i в соответствии с «Методикой определения величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности», утвержденной приказом МЧС от 30.06.09 № 382 (с изм. )

Сервис RiskCalculator — расчет пожарного риска для производственного объекта предназначен для оценки величины индивидуального пожарного риска R (год-1) для работника при условии его нахождения в здании. Методика утверждена Приказом МЧС России от 10 июля 2009 года № 404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» с изменениями, внесенными приказом МЧС России № 649 от 14.12.2010

«Пожарная проверка ОНЛАЙН» представляет дополнительный функционал, упрощающий работу с чек-листами. Используя сервис, вы можете провести самопроверку быстро, легко и максимально корректно.

Сервис поиска исполнителя в области пожарной безопасности с лицензией МЧС по регионам

Описание сервиса

Для определения расчетной величины индивидуального пожарного риска для i-го сценария пожара QB,i в соответствии с «Методикой определения величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности»

Для производственного объекта предназначен для оценки величины индивидуального пожарного риска R (год-1) для работника при условии его нахождения в здании.

Сервис поиска исполнителя в области пожарной безопасности с лицензией МЧС по регионам

Выбор системы противопожарной защиты (автоматической установки пожарной сигнализации АУПС, автоматической установки пожаротушения АУПТ) для зданий

Выбор системы противопожарной защиты (системы пожарной сигнализации СПС, автоматической установки пожаротушения АУП) для сооружений

Определение требуемого типа системы оповещения и управления эвакуацией

Выбор системы противопожарной защиты (СИСТЕМЫ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ (СПС), АВТОМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ (АУП)) для оборудования

Определение необходимого уровня звука системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре

Напряжение и заземление при моделировании волновых электромагнитных процессов

В данном блогпосте мы продолжим обсуждение терминов «Напряжение» и «Заземление». Теперь мы поговорим про интерпретацию этих терминов в контексте СВЧ-моделирования, т.е. для случая синусоидально изменяющихся во времени электромагнитных полей. Мы возьмём в качестве примера модель линии передачи и рассмотрим, как правильно описать напряжение и заземление в в рамках вычислительной электродинамики.

Простая линия передачи

Давайте рассмотрим линию передачи, показанную на изображении ниже: металлический провод находится в свободном пространстве над заземлённой поверхностью (или плоскостью заземления, или «сигнальной землей»), точное определение для которой мы сформулируем чуть позже. Подобная система относится к категории TEM-линий передачи. Это означает, что электрическое и магнитное поля лежат исключительно в плоскости, перпендикулярной волноводу, и что вектор Умова-Пойтинга везде параллелен линии. (Строго говоря, это квази-TEM линия передачи, поскольку металлический провод не обладает бесконечной проводимостью, но, как мы увидим далее, это не меняет ни одного аспекта последующего обсуждения. )

На одном конце провода находится источник, подающий синусоидально-изменяющийся во времени сигнал (AC-режим). Источник соединяет плоскость заземления с проводом. На другом конце провода находится резистивная нагрузка. Хотя на практике мы не очень часто видим именно такой формат линии передачи, но фактически она похожа на типовую микрополосковую линию.

Проводящий провод над плоскостью заземления с источником на одном конце и нагрузкой на другом. Показан также график общего тока в проводе в конкретный момент времени.

AC-источник будет «гонять» ток взад и вперед по всей длине провода, через резистивную нагрузку, а затем в плоскость заземления и из неё. В любой момент времени ток в системе будет выглядеть как синусоидальная волна, распространяющаяся от источника к нагрузке.

Когда мы рассматриваем изменяющийся во времени ток, протекающий через проводящий материал, мы должны учитывать скин-эффект. Он заключается в том, что такой ток имеет тенденцию протекать по внешней поверхности проводника. Мы будем считать, что рабочая частота настолько высока, что глубина скин-слоя очень мала по сравнению с радиусом провода. На самом деле он настолько мал, что мы можем считать, что ток протекает по поверхности проводника, а не внутри объема. В итоге провод может быть смоделирован с помощью граничного условия Impedance. Более подробно этот приём обсуждается в прошлых заметках нашего корпоративного блога: «Моделирование металлических объектов в волновых электромагнитных задачах» и «Как моделировать проводники в переменных магнитных полях».

Теперь давайте обратим наше внимание на поверхность внизу, которую мы назвали плоскостью заземления. Вспомним наше более раннее определение для режима постоянного тока (DC). Мы определили заземление как область, которая не имеет сопротивления для тока (или, по крайней мере, оно настолько мало, что это не имеет значения для целей моделирования). Аналогичное определение применимо и для рассматриваемого здесь СВЧ-случая. Заземление является границей области, которая не имеет сопротивления, т. е. это идеально проводящий материал. Однако, как только что обсуждалось, мы знаем, что в системе наблюдается скин-эффект, а для материала с бесконечной проводимостью глубина скин-слоя будет точно равна нулю, поэтому по поверхности заземления будут протекать токи.

Процессы в плоскости заземления

Давайте теперь обсудим большое различие между случаем с постоянным током и случаем с переменными э/м полями. В случае DC-тока мы полностью игнорировали токи внутри области заземления, но теперь у нас есть токи, которые протекают вдоль поверхности заземления, и их нельзя игнорировать. Визуализация этих токов, а также электрических и магнитных полей в поперечной плоскости поперечного сечения в определенный момент времени, приведена на изображении ниже.

Стрелочная визуализация тока (черный), электрического поля (красный) и магнитного поля (синий) в линии передачи в определенный момент времени.

Резонно задать вопрос: как могут существовать токи конечной амплитуды на поверхности материала с бесконечной проводимостью? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно обратить внимание на свободное пространство над плоскостью заземления. У свободного пространства имеется импеданс, т.е. на токи, протекающие по поверхности заземления, будет влиять импеданс окружающего пространства.

Это сразу же поднимает ещё один очень важный вопрос: какую часть свободного пространства над плоскостью заземления мы должны учитывать? Оказывается, мы должны учитывать свободное пространство не только непосредственно над плоскостью заземления, но и пространство вокруг провода и даже некоторую область пространства над проводом. Все эти зоны вносят свой вклад в полное сопротивление линии передачи. На самом деле, при построении численной модели для подобного случая необходимо отдельно изучить, какую часть окружающей области (свободного пространства) следует отрисовывать. Подобный вопрос в числе прочих затрагивается в учебной модели: Нахождение импеданса параллельной двупроводной линии передачи.

Таким образом, на токи на этой поверхности с идеальным электрическим проводником (которую мы называем плоскостью заземления) влияет все, что находится над ней. Другими словами: токи на этой поверхности с идеальным электрическим проводником или PEC-поверхности (PEC – Perfect Electric Conductor) содержат изображение всей расчётной области. Это приводит нас ко второй интерпретации плоскости заземления и условия PEC – это условие симметрии. Т.е. можно представить, что существует эквивалентная структура на другой стороне плоскости, и на той стороне токи на линии будут направлены в противоположном направлении.

Благодаря условию симметрии модель провода над плоскостью заземления эквивалентна модели двупроводной линии передачи.

На этом этапе, в контексте описания электромагнитных волн, мы теперь можем сформулировать более точное определение: Заземление – это поверхность без потерь (идеально электропроводная, или PEC-поверхность), по которой протекают конечные токи. На токи, текущие вдоль этой поверхности, будет влиять вся структура линии передачи над ней. Если эта PEC-поверхность описывает плоскость на одной стороне расчётной области, то это эквивалентно наложению условия симметрии. Если у вас есть две разделенные в пространстве PEC-поверхности, то вы можете произвольно выбрать одну и определить её как “Заземление”. Мы также можем, в некоторых случаях, придумать способ определения разности электрических потенциалов или «Напряжения» второй PEC-поверхности относительно выбранного заземления.

Определение напряжения в частотной области

Ранее при обсуждении случая стационарных электрического тока, что мы определили «Напряжение» как контурный интеграл электрического поля между любыми двумя точками. Для стационарного случая электрическое поле представляет собой градиент скалярного потенциала, и такой интеграл не зависит от траектории. Однако для случая с электромагнитными волнами электрическое поле является решением волнового уравнения, и (с помощью ряда утомительны операций а векторного исчисления, которые мы пропустим) мы можем показать, что контурный интеграл от такого электрического поля зависит от траектории интегрирования за исключением некоторых особых случаев.

Один из таких особых случаев – это случай расчёта интеграла по траектории вдоль линии, лежащей на PEC-поверхности. Электрическое поле, тангенциальное к поверхности, всегда равно нулю, и, следовательно, интеграл электрического поля вдоль любой линии на этой поверхности равен нулю. Однако поверхностные токи определяются как \mathbf {J = n \times H} , где \mathbf { H} вычисляется из \mathbf {\nabla \times E} = -j \omega \mathbf {H} , поэтому токи отличны от нуля, даже если интеграл от тангенциального электрического поля равно нулю. Имейте в виду, что здесь нет противоречия; импеданс окружающей среды приводит к токам конечной амплитуды на этой PEC-поверхности с нулевым тангенциальным электрическим полем.

Второй интересный для рассмотрения случай – это случай расчёта интеграла электрического поля по траектории вдоль линии в плоскости, перпендикулярной оси TEM-линии передачи. Поскольку, по определению, электрическое и магнитное поля лежат исключительно в этой плоскости, можно показать (с помощью еще одного набора операций векторного исчисления, которые мы пропустим), что этот интеграл не будет зависеть от траектории.

То есть мы можем определить напряжение между точками в этой плоскости. Итак, можно выбрать одну точку, которая лежит на поверхности заземления, и другую точку, которая лежит на проводе нашей линии передачи. Затем можно рассчитать интеграл по любой траектории между этими точками. Тогда мы получим, и это соответствует измерению, которое вы бы получили от анализатора сигналов. Вы также можете взять контурный интеграл от магнитного поля вдоль линии, которая полностью разделяет пространство между заземлением и проводом, и это даст нам ток, протекающий по линии передачи.

Изображение, показывающее различные контуры интегрирования для напряжения (красным цветом) и тока (синим цветом).

Наконец, давайте вернёмся к тому факту, что на самом деле наше устройство является квази-TEM линией передачи вследствие конечной проводимости провода, что может быть реализовано в модели с помощью граничного условия Impedance. В этом случае внеплоскостные компоненты электрического и магнитного полей все равно настолько малы по сравнению с компонентами в плоскости, и поэтому мы все ещё можем безопасно использовать вышеупомянутые определения и предположения.

Итак, давайте резюмируем то, что мы узнали:

Напряжение представляет собой контурный интеграл от электрического поля, но его можно рассчитывать только там, где ротор электрических полей равен нулю или близок к нулю: в поперечном сечении TEM или квази-TEM линии передачи.
В поперечном сечении TEM или квази-TEM линии передачи расчётное напряжение соответствует тому, что вы физически измерили бы с помощью анализатора сигналов. На самом деле только в этой ситуации термин «Напряжение» имеет какое-либо практическое значение в в контексте моделирования волновых электромагнитных процессов в частотной области.

На PEC-поверхности вы можете интегрировать электрическое поле вдоль траектории на этой поверхности. Если вы интегрируете вдоль траектории, которая не находится на поверхности, то вы можете получить ненулевой интеграл. Кроме того, мы увидели, что на плоскости заземления существуют токи, т.е. нулевая разность напряжений между двумя точками не означает нулевого тока. Таким образом, на практике говорить о напряжении в этом контексте нецелесообразно. Если бы мы попытались на самом деле физически измерить поля между двумя точками, то нам пришлось бы ввести датчик, так или иначе вводящий какую-то линию передачи между этими точками, что изменило бы устройство.

Располагая описанной выше информацией, мы теперь можем уверенно и корректно приступать к моделированию. Для рассматриваемого в данной статье случая мы можем использовать граничное условие Transverse electromagnetic (TEM) Port с подопциями Ground и Electric Potential, примененными к отрезкам на торце плоскости заземления и провода, соответственно. Полный обзор всех других вариантов настроек для моделирования TEM-линий передачи приведен в статье Учебного центра COMSOL «Моделирование TEM и квази-TEM линий передачи».

Схематическое изображение модели линии электропередачи. Показаны два TEM-порта (плоскости со штриховкой) на обоих концах, на которых задано Заземление (синяя линия) и Напряжение (красная линия).

Заключение

Теперь вы знаете, как уверенно и корректно использовать термины «Напряжение» и «Заземление» в контексте моделирования электромагнитных волновых процессов в частотной области. Мы можем распространить сделанные выводы на случай нестационарной задачи: при моделировании во временной области заземление – это путь возврата для тока, при этом выбранная плоскость может быть условием симметрии.

Итак, для случая моделирования изменяющихся во времени электромагнитных полей, в рамках которого мы рассматриваем как электрические, так и магнитные поля, целесообразно говорить о напряжении только в контексте вычисления полей в поперечном сечении TEM-линии передачи. Несмотря на простоту этого утверждения, те аспекты, которые мы разобрали при его выводе, чрезвычайно полезны для понимания принципов моделирования электромагнитных устройств.

Дальнейшие шаги

Вы можете ознакомиться с подробной демонстрацией моделирования TEM и квази-TEM линий передачи в соответствующей статье нашего Учебного центра. В ней приведены пошаговые инструкции по моделированию и наглядные скриншоты. Для перехода к ней нажмите на кнопку ниже:

Переход к статье Учебного центра

Напряжение Определение и значение | Dictionary.com

Основные определения
Викторина
Связанный контент
Примеры
Британский
Научный

Показывает уровень сложности слова.

[ vohl-tij ]

/ ˈvoʊl tɪdʒ /

Сохранить это слово!

См. синонимы слова «напряжение» на Thesaurus.com

Показывает уровень обучения в зависимости от сложности слова.

сущ. Электричество.

электродвижущая сила или разность потенциалов, выраженная в вольтах.

ВИКТОРИНА

ВЫ ПРОЙДЕТЕ ЭТИ ГРАММАТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИЛИ НАТЯНУТСЯ?

Плавно переходите к этим распространенным грамматическим ошибкам, которые ставят многих людей в тупик. Удачи!

Вопрос 1 из 7

Заполните пропуск: Я не могу понять, что _____ подарил мне этот подарок.

Происхождение напряжения

Впервые записано в 1885–1890 гг.; вольт ¹ + -возраст

Слова рядом с напряжением

Volsung, Volsunga Saga, volt, volta, эффект Вольта, напряжение, делитель напряжения, регулятор напряжения, voltaic, voltaic battery, voltaic cell

Dictionary.com Unabridged На основе Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc. 2023

Слова, относящиеся к напряжению

тепло, служба, динамизм, электричество, потенциал, сила, энергия, сила, интенсивность, вес, ток, электрон, гальванизм, зажигание , сок, свет, искра, напряжение, утилиты, приложение

Как использовать напряжение в предложении

Жилеты с подогревом, разработанные с использованием низкого напряжения, безопасны и не могут причинить серьезных травм владельцу.

Лучший жилет с подогревом: победите холодную погоду с помощью правильного зимнего снаряжения|Компания PopSci Commerce|9 февраля 2021 г. |Popular-Science По словам де Сантаны, совместные выстрелы теоретически могут питать около 100 лампочек.

Некоторые электрические угри координируют атаки, чтобы убить свою добычу|Джонатан Ламберт|14 января 2021|Новости науки
Группа из Колумбийского университета теперь выяснила, как объединить две попытки и записать данные в ДНК, используя приложенные разности напряжений к живым бактериям.

Электричество и CRISPR использовались для записи данных в бактериальную ДНК|Джон Тиммер|12 января 2021 г.|Ars Technica
Двигатели с более высоким напряжением, которые когда-то использовались только в гоночных автомобилях, теперь развиваются «от гонок к дорогам» в высокотехнологичных автомобилях. таких брендов, как Audi e-tron.

OZY Highlights: Tool Up for a Better Tomorrow|Трейси Моран|22 ноября 2020 г.|Ozy

С его помощью напряжение, необходимое для запуска новой реакции превращения CO2 в этанол, намного меньше, чем необходимо для запустить подобные реакции, говорит Лю.

Новое решение для двуокиси углерода: превратите его в «зеленое» топливо|Ребекка Э. Хирш|21 сентября 2020 г.|Новости науки для студентов
Он преуспевает в пределах своих собственных параметров, но никогда не вызывает толчок максимального напряжения искреннего удивления.

Герой дебютного романа Теда Томпсона — 1 процент|Стефан Бек|6 мая 2014 г.|DAILY BEAST
Но где напряжение, чувство предвкушения, волнение?

Год опасной жизни Аунг Сан Су Чжи|Питер Пофам|2 апреля 2013|DAILY BEAST
Совершить эту «элементарную политическую ошибку», писал он, означало «прикоснуться к высоковольтной линии».

Гламурная первая леди Китая Пэн Лиюань спасает коммунистическую партию с помощью песни|Эвелин Чао|16 марта 2013 г.|DAILY BEAST
Но, по их оценке, жертва уже умерла от удара током высоковольтного забора.

Последние дни сына Сталина во время Второй мировой войны|Дэвид Фрум|4 марта 2013|DAILY BEAST
2,6-метровый высоковольтный забор предназначен для предотвращения побега заключенных.

Последние дни сына Сталина во время Второй мировой войны|Дэвид Фрум|4 марта 2013|DAILY BEAST
Их было трудно убить, и чтобы сбить их, требовалось максимальное напряжение наших электрических пушек.

Потерпевший крушение на Венере|Нил Р. Джонс
Этот элемент будет иметь напряжение в два вольта, довольно низкое внутреннее сопротивление и сможет обеспечивать большой ток.

Мальчик-механик, Книга 2|Разное
Он подал напряжение, пока его генератор не застонал, и с трепетом наблюдал, как метры поднимаются и поднимаются без каких-либо признаков остановки.

Security|Poul William Anderson
Якорь, намотанный очень тонкой проволокой, обеспечивает ток высокого напряжения, но малой силы тока.

Авиационные двигатели|Victor Wilfred Pag
Обмотка якоря из толстого провода обеспечивает ток большой силы, но небольшого напряжения.

Aviation Engines|Victor Wilfred Pag

British Dictionary definitions for voltage

voltage

/ (ˈvəʊltɪdʒ) /

noun

an electromotive force or potential difference expressed in volts

Collins English Dictionary — Complete & Полное цифровое издание 2012 г. © William Collins Sons & Co. Ltd. 1979, 1986 © HarperCollins Publishers 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012

Научные определения напряжения

напряжение

[ вольтий ]

электрическая разность потенциалов в пространстве между двумя точками материал или электрическая цепь, выраженная в вольтах.

Определение напряжения, потенциала и разности потенциалов

Электрический потенциал в точке (или просто «потенциал»)

Это работа, совершаемая на кулон заряда при перемещении очень небольшого положительного пробного заряда от нуля до этой точки.

Единицей электрического потенциала является вольт.

Идея здесь в том, что у нас есть большой сгусток заряда и мы хотим выяснить, как этот большой сгусток повлияет на какую-то другую точку пространства.

Хороший способ сделать это — поместить небольшой положительный тестовый заряд в эту точку и измерить силу, действующую на нее. Мы делим на заряд нашего небольшого тестового заряда, чтобы получить силу на единицу тестового заряда. Тогда фактический размер тестового заряда не имеет значения. Это называется «напряженностью электростатического поля» из-за большой шишки в этой точке.

На самом деле нельзя заставить тестовый заряд появиться из ниоткуда, его нужно откуда-то принести. Обычно вы приносите его издалека, так далеко, что большая глыба почти не действует.

Мы называем эту точку бесконечностью, и это просто означает большое расстояние от большой глыбы в любом направлении. Таким образом, в этом случае наш ноль выбран так, чтобы он находился в бесконечности.

Если представить, что большой комок имеет положительный заряд, то он будет отталкивать наш пробный заряд все время, пока мы его приближаем. Так что нам придется проделать некоторую работу, затратить немного энергии, пока мы подносим тестовый заряд все ближе и ближе. Энергия, которую мы расходуем (на кулон пробного заряда), чтобы добраться из бесконечности в интересующую нас точку, называется «электростатическим потенциалом» из-за большой шишки в этой точке.

В случае положительного глыбы потенциал вокруг него всегда положителен, потому что вам нужно приложить усилия, чтобы доставить тестовый заряд в любую точку. Для отрицательного куска потенциал вокруг него всегда отрицательный, потому что вам нужно проделать работу, чтобы попытаться остановить пробный заряд, достигающий этой точки, когда они притягиваются друг к другу.

Вот почему мы должны использовать обычный ток. Это потому, что в определении потенциала используется положительный тестовый заряд, а не отрицательный. Итак, все наши определения энергии включают в себя движение положительных зарядов.

Теперь для электростатики (т.е. заряженных кусков вещества) мы склонны выбирать бесконечность в качестве нашего нуля потенциала. Но для электрических цепей мы выбираем отрицательную клемму источника питания в качестве нуля потенциала.

Таким образом, потенциал в точке цепи – это работа, выполненная на единицу тестового заряда, при перемещении небольшого положительного тестового заряда от отрицательной клеммы к этой точке.

Напряжение в точке

Если мы думаем о потенциале в точке, мы можем сказать что-то вроде. «Вся положительная сторона цепи находится под напряжением 6 вольт» или «Половина нити накала лампы находится под напряжением около 3 вольт» или «потенциал отрицательной стороны цепи составляет 0 вольт».

Более неформальный способ описания потенциала в точке — просто говорить о напряжении в этой точке. Поэтому можно сказать, что «напряжение в этой точке составляет около 3 вольт».

Вы можете использовать вольтметр для измерения напряжения в любой заданной точке. Вы подключаете один конец («отрицательный конец») вольтметра к отрицательной клемме батареи (потому что это то, что вы выбрали в качестве нуля потенциала), а другой конец — к интересующей вас точке.

Вы можете думать об этом как о частном случае измерения разности потенциалов.