Получение переменной эдс: Получение переменной ЭДС: краткое описание данного процесса

Получение переменной электродвижущей силы

 

Переменным током называется такой электрический ток, который периодически изменяется по величине и направлению.

Для получения переменного тока используют электромашинные генераторы. Работа генератора переменного тока основана на явле­нии электромагнитной индукции.

Резона́нс (фр. resonance, от лат. resono — откликаюсь) — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы. Увеличение амплитуды — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы. При помощи явления резонанса можно выделить и/или усилить даже весьма слабые периодические колебания. Резонанс — явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы.

Электроника

В электронных устройствах резонанс возникает на определённой частоте, когда индуктивная и ёмкостная составляющие реакции системы уравновешены, что позволяет энергии циркулировать между магнитным полем индуктивного элемента и электрическим полем конденсатора.

Механизм резонанса заключается в том, что магнитное поле индуктивности генерирует электрический ток, заряжающий конденсатор, а разрядка конденсатора создаёт магнитное поле в индуктивности — процесс, который повторяется многократно, по аналогии с механическим маятником.

Электрическое устройство, состоящее из ёмкости и индуктивности, называется колебательным контуром. Элементы колебательного контура могут быть включены как последовательно, так и параллельно. При достижении резонанса, импеданс последовательно соединённых индуктивности и ёмкости минимален, а при параллельном включении — максимален. Резонансные процессы в колебательных контурах используются в элементах настройки,

электрических фильтрах. Частота, на которой происходит резонанс, определяется величинами (номиналами) используемых элементов. В то же время, резонанс может быть и вреден, если он возникает в неожиданном месте по причине повреждения, недостаточно качественного проектирования или производства электронного устройства. Такой резонанс может вызывать паразитный шум, искажения сигнала, и даже повреждение компонентов.

Приняв, что в момент резонанса индуктивная и ёмкостная составляющие импеданса равны, резонансную частоту можно найти из выражения ωL = 1/ωC, где ω = 2πf; f — резонансная частота в герцах; L — индуктивность в генри; C — ёмкость в фарадах. Важно, что в реальных системах понятие резонансной частоты неразрывно связано с полосой пропускания

, то есть диапазоном частот, в котором реакция системы мало отличается от реакции на резонансной частоте. Ширина полосы пропускания определяется добротностью системы.

Если ток является синусоидальным с циклической частотой ω, а цепь содержит не только активные, но и реактивные компоненты (ёмкости, индуктивности), то закон Ома обобщается; величины, входящие в него, становятся комплексными:

где:

• U = U₀e^iωt — напряжение или разность потенциалов,

• I — сила тока,

• Z = Re^—iδ — комплексное сопротивление (импеданс),

• R = (R_a²+R_r²)^1/2 — полное сопротивление,

• R_r = ωL — 1/ωC — реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного),

• R_а — активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты,

• δ = —arctg R_r/R_a — сдвиг фаз между напряжением и силой тока.

При этом переход от комплексных переменных в значениях тока и напряжения к действительным (измеряемым) значениям может быть произведён взятием действительной или мнимой части (но во всех элементах цепи одной и той же!) комплексных значений этих величин. Соответственно, обратный переход строится для, к примеру, U = U₀sin(ωt + φ) подбором такой , что . Тогда все значения токов и напряжений в схеме надо считать как

Если ток изменяется во времени, но не является синусоидальным (и даже периодическим), то его можно представить как сумму синусоидальных Фурье-компонент. Для линейных цепей можно считать компоненты фурье-разложения тока действующими независимо.

Также необходимо отметить, что закон Ома является лишь простейшим приближением для описания зависимости тока от разности потенциалов и от сопротивления и для некоторых структур справедлив лишь в узком диапазоне значений. Для описания более сложных (нелинейных) систем, когда зависимостью сопротивления от силы тока нельзя пренебречь, принято обсуждать вольт-амперную характеристику. Отклонения от закона Ома наблюдаются также в случаях, когда скорость изменения электрического поля настолько велика, что нельзя пренебрегать инерционностью носителей заряда.

Понятие потенциала или разности потенциалов u позволяет определить работу, совершаемую электрическим полем при перемещении элементарного электрического заряда dq, как dA =

udq. В то же время, электрический ток равен i = dq/dt. Отсюда dA = ui dt, следовательно, скорость совершения работы, т.е. мощность в данный момент времени или мгновенная мощность равна

,

(1)

где u и i — мгновенные значения напряжения и тока.

Величины тока и напряжения, входящие в выражение (1), являются синусоидальными функциями времени, поэтому и мгновенная мощность является переменной величиной и для ее оценки используется понятие средней мощности за период. Ее можно получить, интегрируя за период T работу, совершаемую электрическим полем, а затем соотнося ее с величиной периода, т.е.

.

Электрическая мощность – это мгновенное значение передаваемой электроэнергии. Электрическая мощность подразделяется на полную, активную и реактивную.

Активная мощность – это мощность расходуемая на совершение работы или точнее производящая работу (выделяется в виде тепла в нагревательных приборах, в виде света в лампах накаливания, вращает роторы электродвигателей и т.д).

Среднее за период значение мгновенной мощности называется активной мощностью .

Реактивная мощность – это мощность расходуемая на намагничивание магнитопроводов, я бы назвал ее магнитной мощностью.

Интенсивность обмена энергии принято характеризовать наибольшим значением скорости поступления энергии в магнитное поле катушки или электрическое поле конденсатора, которое называется реактивной мощностью.

В общем случае выражение для реактивной мощности имеет вид:

Она положительна при отстающем токе (индуктивная нагрузка- ) и отрицательна при опережающем токе (емкостная нагрузка- ). Единицу мощности в применении к измерению реактивной мощности называют вольт-ампер реактивный (ВАр).

Среднеквадратичные значения являются самыми распространёнными, т. к. они наиболее удобны для практических расчётов, когда говорят просто о напряжении или силе тока, то по умолчанию имеются в виду именно их среднеквадратичные значения. В среднеквадратичных значениях проградуированы показывающие устройства всех вольтметров и амперметров переменного тока, однако, большинство приборов дают правильные показания для этих значений только при форме тока близкой к синусоидальной, некритичны к форме сигнала только приборы с термопреобразователем, специальным квадратичным детектором или квадратичным

АЦП.

Получение синусоидальной ЭДС | Электрикам

Для получения э. д. с. синусоидальной формы применяется генератор переменного тока. Однако для изучения принципа получения синусоидального переменного тока генератор можно заменить, проводником в виде прямоугольной рамки который вращают в равномерном магнитном поле с постоянной частотой. (рис. 12.1).

Вращение витка в равномерном магнитном поле

ЭДС в рамке, имеющей два активных проводника длиной l равна:

 

(в дальнейшем все изменяющиеся во времени величины: токи, напряжения, э.д.с. и т. д.— будем обозначать малыми буквами в отличие от постоянных значений для тех же величин, которые обозначают большими буквами).

При равномерном вращении рамки линейная скорость проводника не изменяется:

а угол между направлением скорости и направлением магнитного поля изменяется пропорционально времени:

Угол β определяет положение вращающейся рамки относительно плоскости, перпендикулярной направлению магнитной индукции. (Положение рамки в момент начала отсчета времени t = 0 характеризуется углом β = 0.) Поэтому э.д. с. в рамке является синусоидальной функцией времени

Наибольшей величины э. д. с. достигает при угле:

 

В рассмотренном случае синусоидальное изменение э. д. с. достигается за счет непрерывного изменения угла, под которым проводники пересекают линии магнитной индукции. Однако такой способ получения э. д. с. в практике не применяется,так как трудно создать равномерное поле в достаточно большом объеме.

Получение синусоидальной эдс в генераторе переменного тока

В электромашинных генераторах переменного тока промышленного типа синусоидальная э. д. с. получается при постоянном угле, но в неравномерном магнитном поле.

Магнитное поле генератора (радиальное) в воздушном зазоре между статором и ротором направлено по радиусам окружности ротора (рис. 12.2, а). Магнитная индукция вдоль воздушного зазора распределена по закону, близкому к синусоидальному. Такое распределение достигается соответствующей формой полюсных наконечников. Синусоидальный закон распределения магнитной индукции вдоль воздушного зазора показан на рис. 12.2, б в развернутом виде.

В любой точке воздушного зазора, положение которой определя­ется углом β, отсчитанным от нейтральной плоскости (нейтрали) против движения часовой стрелки, магнитная индукция выражается уравнением

Нейтральная плоскость перпендикулярна оси полюсов и делит магнитную систему на симметричные части, из которых одна относится к северному полюсу, а другая — к южному.

Наибольшую величину магнитная индукция имеет под серединой полюсов, т. е. при углах β=90° (B_m = B) и β=270° (B = -B_m). На нейтрали (при β=0° и β=180°) магнитная индукция равна нулю (В = 0).

На рис. 12.3 показана конструктивная схема генератора переменного тока с двумя парами полюсов, расположенных на роторе, а проводники обмотки, где наводится э. д. с., помещены в пазах сердечника статора.

Отметим еще одну разновидность генераторов переменного тока — генератор с тремя обмотками (трехфазный генератор), которые на схеме рис. 12.4 представлены тремя витками на роторе. Плоскости витков находятся под углом 120° друг к другу.

ЭДС в обмотке генератора

При равномерном вращении ротора в его обмотке (на рис. 12.2, а — в витке) наводится э. д. с., определяемая формулой

Подставляя выражение магнитной индукции, получим

При β = 90°, т. е. в положении проводника под серединой полюса, наводится наибольшая ЭДС.

Уравнение ЭДС можно записать так:

Учитывая формулу

, получим такую же зависимость э.д.с. от времени, как при вращении рамки (см. рис. 12.1), считая начальным положение витка (t=0), когда его плоскость совпадает с нейтралью:

Таким образом, и в данном случае э. д. с. является синусоидальной функцией времени (рис. 12.5). Такой же результат получается, если вращать полюса, а проводники оставить неподвижными.

В прямоугольной системе координат э. д. с. можно изобразить в функции угла β=ωt или в функции времени t. Зависимость e(ωt) и e(t) можно изобразить одной кривой, но при разных масштабах по оси абсцисс, отличающихся в ω раз.

Ток в обмотке генератора

Если обмотку генератора замкнуть через сопротивление, то в образовавшейся цепи возникает синусоидальный ток, повторяющий по форме кривую э. д. с.

Полагая сопротивление цепи линейным, равным R, получим для тока такое выражение:

где I_m = E_m/R— наибольшая величина тока.

Напряжение и ток синусоидальной формы можно получить при помощи генераторов, не имеющих вращающихся частей и магнитных полюсов, например ламповых генераторов.

10.02.2014

ТОЭ,Переменный ток

Цепи синусоидального тока

электромагнетизм — ЭДС движущегося провода в переменном магнитном поле

Если ваша проволочная петля тонкая и заряды остаются в проводе, то магнитная ЭДС полностью равна линейному интегралу магнитной силы на единицу заряда от мгновенной магнитное поле (независимо от того, изменяется ли магнитное поле и каким образом), линия, интегрированная вдоль провода. Когда провод тонкий и заряды остаются в проводе, вы можете связать эту магнитную силу с магнитным полем и скоростью провода. Но изменение магнитного поля не влияет на магнитную ЭДС.

А электрическая ЭДС всегда целиком равна потоку $-\partial \vec B/\partial t$ через площадь, ограниченную мгновенным расположением проволочной петли (независимо от движения, если таковое имеется, проволочной петли ).

Таким образом, магнитная ЭДС теперь заботится только о скорости провода и магнитном поле (без учета того, как меняется магнитное поле). А электрическая ЭДС заботится о потоке $-\partial \vec B/\partial t$ прямо сейчас и не заботится о движении провода (за исключением того, что движение провода может быть вовлечено в холловское движение). напряжения для удержания зарядов внутри провода).

Это потому, что магнитная сила зависит от движения и магнитного поля. И электрическая сила не заботится о движении, но теперь она зависит от электрического поля. А электрическое поле теперь связано с $-\partial \vec B/\partial t$ теперь.

В моей задаче B является только функцией x, а не времени ($B=B_0\sin{\frac{\pi x}{L}}$), поэтому я думаю, что это означает, что E=0 во всех точках как $ \nabla\times E=-\partial \vec B/\partial t=0$, что дает мне нулевую ЭДС.

Теперь, когда я устранил одну путаницу, обратите внимание, что поле $\vec B$, которое вы перечисляете, имеет ненулевой ротор, поэтому, если электрический ток не уравновешивает его идеально, ваше электрическое поле имеет ненулевое изменение во времени. Это означает, что он может быть равен нулю только на мгновение.

Кроме того, обычно у вас есть силы, действующие на неподвижные заряды, которые нагружают провод, и силы, действующие на подвижные заряды, которые влияют на ток. В вашем случае силы не проталкивают ток по проводу. У них есть места, где они положительные, и места, где они отрицательные, поэтому заряд накапливается там, где ток течет с обеих сторон. И когда у вас есть накопление заряда, кажется странным утверждать, что электрического поля нет, и на самом деле по Гауссу оно должно иметь ненулевое электрическое поле.

Причина проблемы в том, что вы просто не можете составить любое решение для магнитного поля, а затем утверждать, что оно статично. И просто наличие конечного отрезка провода не дает понять, что вы имеете в виду под ЭДС или какой петлей должен быть этот участок.

Вы не указали электрическое поле, и даже если бы оно мгновенно стало равным нулю, оно не осталось бы таким.

Итак, вы можете спросить себя, возможно ли иметь статическое магнитное поле, как вы предлагаете. У вас может быть такое мгновенное магнитное поле, поскольку дивергенция равна нулю ($\vec \nabla \cdot \vec B=\vec \nabla \cdot B_0 \sin (kx)\hat z=0$). И у вас может быть мгновенное нулевое электрическое поле, если вы хотите, если все мгновенно нейтрализует заряд ($\vec \nabla \cdot \vec E=\vec \nabla \cdot \vec 0=0=\rho/\epsilon_0 $). А если бы электрического тока не было мгновенно, то вы получаете изменяющееся электрическое поле из ненулевого ротора магнитного поля: $$\frac{\partial \vec E}{\partial t}=\frac{1}{\epsilon_0} \left(-\vec J+\frac{1}{\mu_0}\vec \nabla \times \vec B\right)$$ $$=\frac{1}{\epsilon_0}\left(-\vec 0- \frac{1}{\mu_0}kB_0\cos(kx)\hat y\right)\neq \vec 0. $$ 92}\vec B=\frac{1}{\epsilon_0}\vec \nabla \times \vec J-+\frac{1}{\epsilon_0\mu_0}\vec \nabla \times (\vec \nabla \times \vec B).$$

И второй завиток $\vec B$ не равен нулю. Таким образом, ваш провод должен иметь правильный ток, чтобы поддерживать нулевую вторую производную, поэтому магнитное поле вряд ли будет статичным. И если есть пустое пространство, в которое движется провод, там нет тока, поэтому магнитное поле равно будет меняться во времени.

Похоже, ваше предположение просто нарушает законы физики.

java — Как сгенерировать частные/защищенные методы и переменные с помощью EMF?

Задавать вопрос

спросил 4 года 8 месяцев назад

Изменено 4 года, 2 месяца назад

Просмотрено 447 раз

2

Новинка! Сохраняйте вопросы или ответы и организуйте свой любимый контент.
Узнать больше.

Я хочу сгенерировать код Java с помощью genmodel на основе модели UML.

Я работаю над Eclipse Oxygen, моделью UML от Papyrus (с некоторым использованием профиля Ecore), чтобы сгенерировать Ecore с помощью мастера GenModel, чтобы окончательно сгенерировать Java-код модели (стандартный плагин Eclipse).

Я отделил сгенерированный исходный код от рукописного, поэтому @Generated NOT + решение по модификации вручную следует избегать 🙂

Независимо от того, изменяю ли я параметр видимости UML своих атрибутов, в сгенерированном коде модели ничего не меняется (все общедоступно).

Я не нашел информации о возможности сделать это в документе, который я прочитал (справка по EMF, блог Vogella, блог opCoach, Google…)

Мои вопросы: объектов UML учитывать при обработке GenModel?

Можно ли настроить профиль UML Ecore для принудительной видимости сгенерированного кода? (пока безуспешно пытался)

• java
• eclipse
• emf

Насколько я знаю, невозможно установить модификаторы доступа геттеров/сеттеров. Я думаю, что основная проблема здесь заключается в том, что все методы интерфейса должны быть общедоступными, поэтому вы не можете иметь какую-либо другую видимость в сгенерированных интерфейсах. И обычно вам не нужны классы реализации напрямую.

Вы можете попробовать удалить геттеры/сеттеры из интерфейса. По-видимому, существуют аннотации генмодели подавляемогоGetVisibility и подавляемогоSetVisibility для подавления генерации геттера и сеттера в интерфейсе (существуют также подавленныйIsSetVisibility и подавляемыйUnSetVisibility ). Тогда они будут присутствовать только в классе реализации.

Другим вариантом может быть изменение вашей метамодели и составление элементов модели таким образом, чтобы они реализовывали два различных типа интерфейсов: один общедоступный интерфейс, описывающий ваш общедоступный API, и один внутренний интерфейс для внутреннего API. Затем открывайте пользователю только общедоступные интерфейсы.