Линейные электрические цепи удовлетворяют принципу наложения

Тема: основные положения квантовой механики с точки зрения теории В квантовой механике вероятность в формулах появляется не в результате анализа каких-либо физических явлений или процессов, а без всяких объяснений. Иначе, вероятность оказывается не математической, а физической характеристикой, которая дана природой и никакого объяснения не требует. Способ нахождения вероятности не был известен, пока Макс Борн не постулировал, что её значение в конкретном случае определяется квадратом модуля решения уравнения Шредингера. Именно постулировал, поскольку убедительное объяснение данному обстоятельству также не было дано. И это несмотря на то, что обязательное в теории вероятности условие нормировки может не выполняться: интеграл по всему пространству может расходиться. Тем не менее, такой способ нахождения вероятности используется и зачастую приводит к правдоподобным результатам, хотя степень правдоподобия, то есть точность, неизвестна. Что касается случаев невыполнения условия нормировки, когда расчёты могут приводить к абсурдным результатам, поступают просто: вероятность заменяется «относительной вероятностью», равной отношению квадратов модуля волновой функции в двух точках конфигурационного пространства ( Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Квантовая механика. 1974 г.), Правомерность подобной операции, которая может привести к сколь угодно большой величине «относительной вероятности », по меньшей мере не очевидна..Известно, что фотоны (для определённости здесь и ниже речь пойдёт о фотонах, что не исключает справедливости соответствующих утверждений и для других частиц) суть корпускулы. Однако эксперименты при прохождении света через интерферометр обнаружили волновые процессы. Пока эксперименты проводились в воздушной среде, данный факт не породил сомнений в справедливости корпускулярной природы света, поскольку волновые эффекты объясняются свойствами среды. Но когда волновые явления регистрировались и в аналогичных экспериментах в вакууме, для их объяснения было предложено положение о корпускулярно-волновом дуализме, согласно которому фотон представляет собой единство корпускулы и волны. Тем самым был нарушен принцип « бритвы Оккама» и введена новая сущность без должных для этого оснований. Если к этому добавить, что, как отмечают Ландау и Лифшиц, формулировка основных положений более общей теории - квантовой механики принципиально невозможна без привлечения менее общей классической механики, то все такие особенности квантовой механики дали пищу для критики сразу по её возникновению. В число критиков входил Эйнштейн, не признавший квантовую механику в качестве полной теории. В последние годы критическую позицию также заняли многие известные физики. Так, например, Нобелевский лауреат С. Вайнберг в своей недавно (2004 г.) изданной на русском языке книге «Мечты об окончательной теории» пишет о квантовой механике: «Но я признаю, что ощущаю некоторый дискомфорт, всю жизнь используя теорию, которую никто толком не понимает».Существенно, что подобной критике квантовой механики подвергаются в основном не её аппарат и его применение, а исходные основополагающие принципы. В связи с этим возникает вопрос: а нельзя ли дать такое объяснение этим принципам, которое сняло бы справедливое для современного состояния этой науки утверждение о её неполноте и непонятности, не требуя внесения изменений в её конкретное содержание? 52) Законы Кирхгофа и расчёт резистивных электрических цепей Целью задания является закрепление теоретического материала, излагаемого в первой части курса – в разделе « методы расчёта линейных электрических цепей». Заданием предусмотрена отработка расчётных приёмов, основанных на использовании: законов Кирхгофа, принципа наложения, сворачивания цепей со смешанными соединениями ветвей, простейших преобразований резистивных цепей, а так же расчёта резистивных цепей методами контурных токов, узловых напряжений и эквивалентного генератора. Метод узловых напряжений. При расчёте цепи методом узловых напряжений неизвестными в системе уравнений будут узловые напряжения uk0 (иногда обозначается одним индексом uk), равные разности потенциалов k-го и нулевого (базисного) узлов. Потенциал нулевого узла принимается равным нулю, а номер выбирается произвольно. Число неизвестных и уравнений должно быть равно числу узлов цепи минус единица. В цепи, схема которой изображена на рисунке 3.5, три узла и система состоит из двух уравнений. Система уравнений будет иметь вид: Проводимости по главной диагонали gii называются собственными проводимостями i – го узла. Они определяются как сумма проводимостей всех ветвей, сходящихся в i – ом узле, и всегда берутся со знаком плюс. Проводимости gij называются взаимными проводимостями i – го и j – го узлов. Они определяются как сумма проводимостей всех ветвей, соединяющих непосредственно i – й и j – й узлы, и берутся со знаком минус. Для примера (рис.3.5): В линейных цепях, не содержащих зависимых источников, взаимные проводимости gij = gji одинаковы. Задающие токи Jii - определяются как алгебраическая сумма задающих токов источников, присоединённых одним из зажимов к i – му узлу. Со знаком плюс берутся токи, направленные к узлу. В примере (рис. 3.5) к узлу 1 подходит только одна ветвь, содержащая источник. Это первая ветвь. Если заменить в ней источник напряжения эквивалентным источником тока, то его задающий ток будет направлен к узлу и равен току короткого замыкания первой ветви. Аналогично и для второго узла. В математическом отношении система уравнений по методу узловых напряжений идентична системе уравнений контурных токов, а, следовательно, и решение будет идентичным. По найденным узловым напряжениям можно рассчитать токи во всех ветвях цепи. Делается это на основе закона Ома: 53) Синхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой равна частоте вращения магнитного поля, создаваемого током статора, что является важнейшим эксплуатационным свойством. Устройство Основными частями синхронной машины являются якорь и индуктор (обмотка возбуждения). Якорь представляет собой одну или несколько обмоток переменного тока. В двигателях токи, подаваемые в якорь, создают вращающееся магнитное поле, которое сцепляется с полем индуктора, и таким образом происходит преобразование энергии. Поле якоря оказывает воздействие на поле индуктора и называется поэтому также полем реакции якоря. В генераторах поле реакции якоря создаётся переменными токами, индуцируемыми в обмотке якоря от индуктора.Индуктор состоит из полюсов — электромагнитов постоянного тока[1] или постоянных магнитов (в микромашинах). Индукторы синхронных машин имеют две различные конструкции: явнополюсную или неявнополюсную. Явнополюсная машина отличается тем, что полюса ярко выражены и имеют конструкцию, схожую с полюсами машины постоянного тока. При неявнополюсной конструкции обмотка возбуждения укладывается в пазы сердечника индуктора, весьма похоже на обмотку роторов асинхронных машин с фазным ротором, с той лишь разницей, что между полюсами оставляется место, незаполненное проводниками (так называемый большой зуб). Неявнополюсные конструкции применяются в быстроходных машинах, чтобы уменьшить механическую нагрузку на полюса.Для уменьшения магнитного сопротивления, то есть для улучшения прохождения магнитного потока применяются ферромагнитные сердечники ротора и статора. В основном они представляют собой шихтованную конструкцию из электротехнической стали (то есть набранную из отдельных листов). Электротехническая сталь обладает рядом интересных свойств. В том числе она имеет повышенное содержание кремния, чтобы повысить её электрическое сопротивление и уменьшить тем самым вихревые токи. Двигательный режим Принцип действия синхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля якоря и магнитного поля полюсов индуктора. Обычно якорь расположен на статоре, а индуктор — на роторе. В мощных двигателях в качестве полюсов используются электромагниты (ток на ротор подаётся через скользящий контакт щетка - кольцо), в маломощных — постоянные магниты. Существует обращённая конструкция двигателей, в которой якорь расположен на роторе, а индуктор — на статоре (в устаревших двигателях, а также в современных криогенных синхронных машинах, в которых в обмотках возбуждения используются сверхпроводники.) Запуск двигателя. Двигатель требует разгона до частоты, близкой к частоте вращения магнитного поля в зазоре, прежде чем сможет работать в синхронном режиме. При такой скорости вращающееся магнитное поле якоря сцепляется с магнитными полями полюсов индуктора (если индуктор расположен на статоре, то получается, что вращающееся магнитное поле вращающегося якоря (ротора) неподвижно относительно постоянного поля индуктора (статора), если индуктор на роторе, то магнитное поле вращающихся полюсов индуктора (ротора) неподвижно относительно вращающегося магнитного поля якоря (статора)) — это называется «вошёл в синхронизм». Для разгона обычно используется асинхронный режим, при котором обмотки индуктора замыкаются через реостат или накоротко, как в асинхронной машине, для такого режима запуска в машинах на роторе делается короткозамкнутая обмотка, которая также выполняет роль успокоительной обмотки, устраняющей "раскачивание" ротора при синхронизации. После выхода на скорость близкую к номинальной (>95%) индуктор запитывают постоянным током. В двигателях с постоянными магнитами применяется внешний разгонный двигатель. Часто на валу ставят небольшой генератор постоянного тока, который питает электромагниты. Также используется частотный пуск, когда частоту тока якоря постепенно увеличивают от 0 до номинальной величины. Или наоборот, когда частоту индуктора понижают от номинальной до 0, т.е. до постоянного тока. Частота вращения ротора [об/мин] остаётся неизменной, жёстко связанной с частотой сети [Гц] соотношением: Синхронные двигатели при изменении возбуждения меняют импеданс с емкостного на индуктивный. Перевозбуждённые СД на холостом ходу применяют в качестве компенсаторов реактивной мощности. Синхронные двигатели в промышленности обычно применяют при единичных мощностях свыше 300 кВт, при меньших мощностях обычно применяется более простой (и надежный) асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Генераторный режим Обычно синхронные генераторы выполняют с якорем, расположенным на статоре, для удобства отвода электрической энергии. Поскольку мощность возбуждения невелика по сравнению с мощностью, снимаемой с якоря (0,3...2%), подвод постоянного тока к обмотке возбуждения с помощью двух контактных колец не вызывает особых затруднений. Принцип действия синхронного генератора основан на явлении электромагнитной индукции; при вращении ротора магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, сцепляется поочередно с каждой из фаз обмотки статора, индуцируя в них ЭДС. В наиболее распространенном случае применения трехфазной распределенной обмотки якоря в каждой из фаз, смещенных друг относительно друга на 120 электрических градусов, индуцируется синусоидальная ЭДС. Соединяя фазы по стандартным схемам «треугольник» или «звезда», на выходе генератора получают трехфазное напряжение, являющееся общепринятым стандартом для магистральных электросетей. Часто синхронные генераторы используют вместо коллекторных машин для генерации постоянного тока, подключая их обмотки якоря к трехфазным выпрямителям. Разновидности синхронных машин Гидрогенератор — явнополюсный синхронный генератор, предназначенный для выработки электрической энергии в работе от гидравлической турбины (при низких скоростях вращения 50-600 об/мин). Турбогенератор — неявнополюсный синхронный генератор, предназначенный для выработки электрической энергии в работе от паровой или газовой турбины при высоких скоростях вращения ротора (6000 (редко), 3000, 1500 об/мин.) Синхронный компенсатор — синхронный двигатель, предназначенный для выработки реактивной мощности, работающий без нагрузки на валу (в режиме холостого хода); при этом по обмотке якоря проходит практически только реактивный ток. Синхронный компенсатор может работать в режиме улучшения коэффициента мощности или в режиме стабилизации напряжения. Дает ёмкостную нагрузку.Машина двойного питания (в частности АСМ) — синхронная машина с питанием обмоток ротора и статора токами разной частоты, за счёт чего создаются несинхронные режимы работыУдарный генератор-синхронный генератор (как правило, трёхфазного тока), предназначенный для кратковременной работы в режиме короткого замыкания (КЗ).Также существуют безредукторные, шаговые, индукторные, гистерезисные, бесконтактные синхронные двигатели. Внешняя характеристика генератора Синхронные генераторы малой мощности используются как автономные источники питания. Их мощность соизмерима с мощностью подключенной нагрузки, поэтому нагрузка оказывает значительное воздействие на электромагнитные процессы в таком генераторе. В самом общем виде влияние нагрузки на генератор отражается внешней характеристикой. Внешней характеристикой называется зависимость падения напряжения в нагрузке, подключённой к обмотке статора, от величины протекающего в ней тока. На рис. (а) приведены внешние характеристики синхронного генератора для различных видов нагрузки. Все характеристики нелинейны и монотонны. Они исходят из точки холостого хода, где напряжение на выходе генератора в точности равно ЭДС , наводимой магнитным потоком ротора в обмотках статора. При активной и активно-индуктивной нагрузке внешняя характеристика синхронного генератора имеет отрицательный наклон на всём интервале от точки холостого хода () до точки короткого замыкания (). При активно-емкостной нагрузки внешняя характеристика имеет участок, на котором напряжение на выходе генератора превышает ЭДС холостого хода. Механизм появления такого участка поясняют векторные диаграммы на рис. (б) и (в). Если изменять характер нагрузки в пределах -, сохраняя при этом постоянным значение тока (например, его номинальное значение ), то конец вектора будет описывать на комплексной плоскости дугу полуокружности. Вектор падения напряжения , соответствующий суммарной ЭДС потока рассеяния и реакции якоря, перпендикулярен вектору тока , и в сумме с падением напряжения в нагрузке образует вектор ЭДС холостого хода , т.е. ЭДС потока ротора. Эта ЭДС не зависит от величины и характера нагрузки. Не зависит от них и синхронное сопротивление , поэтому при вращении вектора тока вектор будет поворачиваться относительно точки конца вектора и его начало будет описывать полуокружность, являющуюся геометрическим местом точек конца вектора падения напряжения в нагрузке . На рис. (б) приведены две системы векторов для активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузок.Если с помощью вектора в качестве радиуса построить дугу окружности AB, то она пересечёт полуокружность вектора в точке B, которая и определит граничное значение угла , начиная с которого () напряжение на выходе генератора при данном токе будет превосходить ЭДС холостого хода ротора. Из равностороннего треугольника 0AB (рис. (в)), образованного векторами , и , на высоте которого располагается вектор тока , легко можно определить предельный фазовый угол нагрузки 54) При первом знакомстве с кристаллами прежде всего бросается в глаза их правильная форма. Форма правильного многогранника часто встречается у драгоценных камней, природных минералов и искусственных кристаллов. Прозрачный кварц и красный рубин, мягкий тальк и сверхтвердый алмаз, микроскопические крупинки сахарного песка и гигантские сталактиты – вот лишь некоторые представители удивительно многообразного царства кристаллов. Многие выращивали в школьные годы из водных растворов квасцов большие октаэдрические кристаллы. Монокристалл может иметь и кубическую форму, как кристалл поваренной соли, форму ромбической призмы, как кристалл сегнетовой соли, октаэдра или плоского треугольника, как кристалл титаната бария. Форма монокристалла может быть и более сложной комбинацией простых геометрических фигур, но это – его естественная форма. Таким его сотворила природа. Такие кристаллы часто называют монокристаллами, чтобы отличить их от поликристаллов – конгломерата микроскопических кристалликов, которыми является большинство минералов и металлов.Как возникло в русском языке слово кристалл? Греческое слово κρουσταλλί (из κρουσταλλίον, κρύσταλλος лед, прозрачный камень) перешло вначале в древнерусский язык в виде кроусталь (crystallus). По созвучию с звукоподражательными хруст, хрустеть, хрусткий, это слово быстро видоизменилось в хрусталь, хрустальный в значении: «стеклянный». Второй раз это слово перешло в русский язык в эпоху Петра I из немецкого (от слова Kristall). Поэтому в русском языке одно и то же слово стало употребляться в двух значениях: твердое тело, имеющее форму симметричного многоугольника, и прозрачное, чистое вещество (в основном оно встречается в поэзии). Естественно возникает вопрос, почему форма кристаллов так геометрически совершенна? Ответ был дан уже в конце XVI века И. Кеплером и Р. Гуком. Правильную форму кристаллов поваренной соли и квасцов они объясняли тем, что эти кристаллы состоят из плотно упакованных частичек сферической формы. Идея решетчатого строения кристаллов буквально «носилась в воздухе», однако высказана она была впервые в конце XVII века французским кристаллографом Р. Аюи.Вот какая легенда дошла до нас о счастливом случае, натолкнувшем Аюи на мысль о внутреннем решетчатом строении кристаллов.Однажды, находясь в гостях у знакомого любителя и собирателя минералов, Аюи взял в руки и рассматривал друзу призматических кристаллов кальцита. По оплошности Аюи друза упала на пол и разбилась, причем кристаллы раскололись на несколько кусков правильной ромбоэдрической формы. Дома Аюи расколол все кристаллы кальцита из собственной коллекции. Несмотря на то, что эти кристаллы обладали самой разнообразной формой и в ряде случаев вовсе не имели в своем облике граней ромбоэдра, у осколков наблюдались только эти грани. Осколки, в свою очередь, раскалывались на все более и более мелкие ромбоэдры. Увидев это, Аюи будто бы воскликнул: «Все найдено!»Преимущественное раскалывание кристаллов по некоторым плоскостям, называемым плоскостями спайности, было известно давно. Однако только Аюи понял, что такое раскалывание кристалла, будучи продолжено достаточно большое число раз, приведет к получению предельно малых многогранных частичек, которые уже нельзя будет расколоть без нарушения природы их вещества. Из этих частичек, как из кирпичиков, строится кристалл, вырастая в природных или искусственных условиях. Эти кирпичики образуют как бы бесконечную (учитывая их малость по сравнению с макроскопическим кристаллом) пространственную решетку. Умозрительная, хотя и основанная на наблюдении реально существующего явления – спайности, теория решетчатого строения кристаллов Аюи только через 130 лет получила свое экспериментальное подтверждение. В 1912 г. немецкий физик-теоретик М. Лауэ предсказал, а В. Фридрих и П. Книппинг обнаружили дифракцию рентгеновских лучей в кристаллах. Поскольку рентгеновское излучение имеет электромагнитную природу, то дифракция может происходить только на пространственной решетке кристалла, т. е. на цепочках атомов или ионов, расстояния между которыми сравнимы с длиной волны рентгеновского излучения. Реальность пространственной структуры была доказана.Интересно отметить, что за 17 лет до открытия дифракции рентгеновских лучей похожие эксперименты ставил Рентген. Он справедливо считал, что при правильном расположении атомов, имеющем место в кристалле, рассеяние и поглощение должны зависеть от направления. Он искал это явление, прижимая фотографическую пластинку к кристаллу, но все его попытки дали отрицательный результат. Естественно, что наблюдать дифракционную картину надо было на больших расстояниях от кристалла, как это делается в опытах с дифракционной решеткой. Тем не менее в своих публикациях он неоднократно повторял свою уверенность в существовании эффекта.Как была экспериментально обнаружена дифракция рентгеновских лучей на кристаллах? В Мюнхенском университете была заведена традиция обсуждать за чашкой кофе работы, которые докладывались на теоретическом семинаре Зоммерфельда. На одной из этих бесед после доклада Эвальда об оптических свойствах правильно расположенной решетки из электронов Лауэ высказал мысль, что если длина волны рентгеновских лучей только немногим меньше, чем расстояние между атомами в кристаллической решетке, то кристалл должен представлять для этих лучей то же самое, чем для обычного света является дифракционная решетка. Действительно, расстояние между ближайшими атомами в кристаллах порядка одного ангстрема, что несложно рассчитать из плотности и величины массы атомов. Именно такого порядка длина волны излучения, испускаемого рентгеновской трубкой. Другой участник беседы, Э. Вагнер, наоборот, считал это утверждение фантастическим, так как в кристалле ряды атомов расположены хотя и на равных расстояниях, но не в одном направлении, параллельно друг другу, как в оптической решетке, а по всем направлениям, взаимно перекрещиваясь. Лауэ все же утверждал, что какая-то правильность должна сказаться. Для решения этого спора решено было привлечь Фридриха, работавшего у Рентгена с рентгеновскими лучами. Он должен был поставить на пути рентгеновских лучей кристалл сульфата меди и посмотреть, не отразят ли его атомные слои лучи на помещенную над кристаллом фотографическую пластинку. Несколько дней непрерывного действия рентгеновских лучей не дали никакого результата, пока работавший в той же комнате Книппинг не поставил фотопластинку на пути лучей, прошедших сквозь кристалл, вместо того, чтобы помещать ее сверху. Стремясь привести опыт к скорейшему окончанию, он и поставил фотопластинку в прямой пучок, разумно предполагая, что на пластинке должен был появиться во всяком случае прямой след от рентгеновских лучей. Оказалось, однако, что вокруг этого следа от лучей, прошедших сквозь кристалл, появились еще правильно расположенные пятна-зайчики, отраженные от определенных атомных слоев внутри кристалла.За две недели Лауэ сумел учесть трехмерность пространственной кристаллической решетки, и его теоретическое описание прекрасно совпало с экспериментальными результатами. В 1914 г. Лауэ был удостоен за эти работы Нобелевской премии по физике. Чувство справедливости не позволило ему претендовать на всю полагающуюся денежную сумму. Треть ее он публично уступил своим помощникам по экспериментам.Современные экспериментальные методы дают возможность «непосредственно увидеть» расположение атомов кристалла в пространстве. На рисунке 3 показано, как выглядит кристалл вольфрама в ионном микроскопе и как выглядит в туннельном микроскопе распределение электронной плотности на поверхности кристалла висмута, которое повторяет его кристаллическую структуру.

Похожие:

	Конкурсная документация на проведение открытого одноэтапного конкурса... Оао «Янтарьэнерго» «Западные электрические сети» и «Городские электрические сети» на 2013 год		Основные приемы работ в среде msdev. Константы, переменные, выражения,... Константы, переменные, выражения, функции в языке Fortran. Линейные алгоритмы. Управляющие конструкции языка Fortran. Простые циклы...
	Филиала ОАО «сетевая компания» Казанские электрические сети Закировым Рафаилем Фатыховичем (именуемым далее «Работодатель») и коллективом филиала ОАО «Сетевая компания» Казанские электрические...		Постановление от «15» декабря 2015 г. №2045 Об утверждении технологических... Ных услуг по принципу «одного окна» в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре» и в соответствии с пунктом 34 Плана мероприятий...
	Утвержден На упаковке посылки должно оставаться достаточно места для написания служебных отметок или наложения штемпелей и ярлыков		О закупке РФ, снг, Абхазии, Грузии, Монголии в системе «Холодовой цепи» для нужд фгуп «Московский эндокринный завод»
	Рекомендации по реализации мероприятий «дорожной карты» Мероприятие 7 Разработка и утверждение технологических схем1 предоставления государственных услуг исполнительных органов государственной власти...		Г. Томск, 634034, ул. Советская, 84/3, оф. 306, тел.: (382-2) 421-420, 421-000, 56-41-56 Следуйте по зеленому коридору (Green channel), не заполняя пассажирскую таможенную декларацию, если вывозимые Вами денежные средства...
	Об утверждении технологической схемы предоставления муниципальной... Правительства Пермского края от 13. 10. 2014 №278-рп «Об утверждении плана мероприятий («дорожной карты») по организации предоставления...		…дать разъяснение по вопросам трудового законодательства «…провести проверку по факту …» (невыплаты заработной платы, наложения дисциплинарного взыскания, перевода на др должность без моего...