Запасенная энергия: Энергия, запасенная в контуре

Содержание

Энергия поля конденсатора — Основы электроники

Вся энергия заряженного конденсатора сосредотачивается в электрическом поле между его пластинами. Энергию, накопленную в конденсаторе, можно определить следующим образом. Представим себе, что мы заряжаем конденсатор не сразу, а постепенно, перенося электрические заряды с одной его пластины на другую.

При перенесении первого заряда работа, произведенная нами, будет небольшой. На перенесение второго заряда мы затратим больше энергии, так как в результате перенесения первого заряда между пластинами конденсатора будет уже существовать разность потенциалов, которую нам придется преодолевать, третий, четвертый и вообще каждый последующий заряд будет переносить все труднее и труднее, т. е. на перенесение их придется затрачивать все больше и больше энергии. Пусть мы перенесем таким образом некоторое количество электричества, которое мы обозначим буквой Q.

Вся энергия, затраченная нами при заряде конденсатора, сосредоточится в электрическом поле между его пластинами. Напряжение между пластинами конденсатора в конце заряда мы обозначим буквой U.

Как мы уже заметили, разность потенциалов в процессе заряда не остается постоянной, а постепенно увеличивается от нуля — в начале заряда — до своего конечного значения U.

Для упрощения вычисления энергии допустим, что мы перенесли весь электрический заряд Q с одной пластины конденсатора на другую не маленькими порциями, а сразу. Но при этом мы должны считать, что напряжение между пластинами конденсатора было не ноль, как в начале заряда, и не U, как в конце заряда, а равнялось среднему значению между нулем и U, т. е. половине U. Таким образом, энергия, запасенная в электрическом поле конденсатора, будет равна половине напряжения U, умноженной на общее количество перенесенного электричества Q.

Полученный результат мы можем записать в виде следующей математической формулы:

W = UQ/2 (1)

Если напряжение в этой формуле будет выражено в вольтах, а количество электричества — в кулонах, то энергия W получится в джоулях. Если мы вспомним, что заряд, накопленный на конденсаторе, равен Q = CU, то формулу (1) можно будет записать окончательно в следующем виде:

W = CU²/2 (2)

Выражение (2) говорит нам о том, что энергия, сосредоточенная в поле конденсатора, равна половине произведения емкости конденсатора на квадрат напряжения между его пластинами.

Этот вывод имеет очень важное значение при изучении раздела радиотехники о колебательных контурах.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Запасание энергии нанопорошком алюминия в напряженно-деформированном состоянии кристаллической решётки

Том 327 № 2 (2016)

При переводе металлов в нанодисперсное состояние наблюдается появление новых свойств нанопорошков, в том числе запасание нанопорошками энергии. Возрастающий интерес к порошкам и нанопорошкам алюминия обусловлен их использованием в качестве высокоэнергетических добавок в ракетные топлива и пиротехнические смеси. Актуальность исследования связана с необходимостью установления механизмов запасания энергии нанопорошком алюминия. Вместе с тем существенной проблемой является определение величины запасенной энергии в нанопорошке Al. В работе использовали пассивированный малыми добавками воздуха нанопорошок алюминия, полученный методом электрического взрыва алюминиевых проводников в среде аргона с помощью установки УДП-4Г, разработанной в Томском политехническом университете. Цель работы: экспериментально установить величину энергии, запасаемой в форме напряженно-деформированного состояния кристаллической решётки нанопорошка алюминия и сравнить с общей величиной запасенной энергии. Методы исследования: дифракционные рентгеноструктурные исследования, дифференциальный термический анализ. Результаты. Установлено, что в пассивированном воздухом электровзрывном нанопорошке алюминия кристаллическая решётка находится в напряженном состоянии. Модифицированная функция Лоренца была выбрана в качестве аппроксимирующей, микроискажения кристаллитов, рассчитанные методом аппроксимаций, составляют 8,66 х 10[-4 ]. Величина энергии, запасаемой в напряженно-деформированном состоянии кристаллической решётки электровзрывного нанопорошка алюминия, — 0,385 Дж/г, в то время как определенная с помощью дифференциального термического анализа запасенная энергия составляет 348 Дж/г. Таким образом, вероятным механизмом запасания значительной энергии нанопорошком алюминия является формирование более энергонасыщенных структур в твердом теле (в том числе, за счёт формирования на поверхности нанопорошка алюминия при пассивировании двойного электрического слоя, обладающего псевдоемкостью).

Ключевые слова:

нанопорошки, алюминий, запасенная энергия, рентгеноструктурный анализ, двойной электрический слой, микродеформации, напряженно-деформированное состояние

Авторы:

Андрей Владимирович Мостовщиков

Александр Петрович Ильин

Маргарита Анатольевна Захарова

Скачать

Что такое накопленная энергия? | Буровая площадка

4 ноября 2018 г. | Общие новости, Новости отрасли

Сохраненная энергия — это накопленная энергия, которая может внезапно высвобождаться, что может привести к серьезной травме или смерти.

Запасенная энергия может иметь множество форм, включая гравитационную потенциальную энергию, газы и жидкости под давлением, запасенную механическую энергию и запасенную электрическую энергию. Это особенно опасно, потому что опасность все еще остается, даже если первоначальный источник энергии был удален. Некоторые примеры накопленной энергии в рабочей среде на буровой площадке включают натяжение кабелей или канатных катушек; бурильная колонна под действием крутящего момента; сжатые пружины; устья скважин, резервуары или трубопроводы под давлением; или предметы, которые были перенесены, подняты или подняты над землей, которые могут рухнуть или упасть на человека и т. д.

Крайне важно, чтобы все потенциальные источники накопленной энергии были идентифицированы, и чтобы были реализованы соответствующие средства контроля для предотвращения непреднамеренного высвобождения этой энергии таким образом, который может причинить вред. Дополнительные средства контроля также могут быть рассмотрены для ограничения степени любого ущерба, если первоначальные средства контроля неэффективны.

При непреднамеренном высвобождении запасенной энергии

Отчет о серьезном происшествии в шахтах № 3 – Соединение шланга сжатого воздуха – несчастный случай со смертельным исходом

Помощник бурильщика-разведчика получил удар по голове шлангом сжатого воздуха большого диаметра, который сорвал фитинг на циклонном пробоотборнике. Он получил серьезные травмы головы, которые оказались смертельными. Воздушный шланг был прикреплен к фитингу, но не было ни цепи, ни стропы.

Предупреждение IADC 98 – 16 Опасности накопленной энергии

Рабочий буровой установки получил серьезные травмы, когда крышка на конце аккумулятора верхнего привода сорвалась и ударила его. Он помогал другому сотруднику снять крышку, не зная, что предварительная заправка азотом в трубке все еще активна. Поскольку он не был стравлен, давления было достаточно, чтобы яростно сдуть торцевую заглушку.

Элементы управления

Необходимо осторожно обращаться с накопленной энергией, иначе возможны серьезные травмы или смерть. Многие из расследуемых нами аварий связаны с потенциальной энергией. Всегда есть способ безопасно контролировать накопленную энергию. В целом существует четыре основных шага для контроля этих рисков:

Изоляция источника энергии
Поддержание метода изоляции
Высвобождение или сдерживание накопленной энергии
Проверка того, что изоляция была эффективной и что вся накопленная энергия была рассеяна или полностью контролируема.

Система WPTW обеспечивает структурированный процесс идентификации всех опасностей, связанных с накопленной энергией, и управления рисками, связанными с оборудованием, которое может содержать накопленную энергию. Требование о проверке всех мер предосторожности при работе до выдачи Разрешения означает, что опасности накопленной энергии должны контролироваться до того, как рабочая группа приступит к работе.
Источники аккумулированной энергии, которые внедряются во время работы, будут управляться текущими средствами контроля, перечисленными в Разделе C Формы разрешения.

Дополнительная информация

Для получения информации об идентификации, оценке, изоляции и проверке средств управления рисками для хранимой энергии обращайтесь в наш центр поддержки по телефону 1800 078 939 или по электронной почте [email protected].

Потенциальная энергия | Определение, примеры и факты

потенциальная и кинетическая энергия

Смотреть все СМИ

Связанные темы:: энергия
обмен энергией
энергия напряжения
кривая потенциальной энергии
гравитационно потенциальная энергия

См. весь связанный контент →

потенциальная энергия , накопленная энергия, которая зависит от относительного положения различных частей системы. Пружина имеет больше потенциальной энергии, когда она сжата или растянута. Стальной шар имеет больше потенциальной энергии, поднятой над землей, чем после падения на Землю. В поднятом положении он способен выполнять больше работы. Потенциальная энергия является свойством системы, а не отдельного тела или частицы; например, система, состоящая из Земли и поднятого шара, имеет больше потенциальной энергии, поскольку они находятся дальше друг от друга.

Потенциальная энергия возникает в системах с частями, которые воздействуют друг на друга с величиной, зависящей от конфигурации или относительного положения частей. В случае системы Земля-шар сила тяжести между ними зависит только от разделяющего их расстояния. Работа, совершаемая при их дальнейшем разделении или при поднятии шара, передает дополнительную энергию системе, где она запасается в виде гравитационной потенциальной энергии.

Узнайте, как вода, сдерживаемая Асуанской плотиной в Египте, превращает турбины в электроэнергию

Посмотреть все видео к этой статье

Потенциальная энергия также включает в себя другие формы. Энергия, запасенная между пластинами заряженного конденсатора, представляет собой электрическую потенциальную энергию. То, что обычно называют химической энергией, т. е. способностью вещества совершать работу или выделять тепло при изменении состава, можно рассматривать как потенциальную энергию, являющуюся результатом взаимных сил между его молекулами и атомами. Ядерная энергия также является формой потенциальной энергии.

Потенциальная энергия системы частиц зависит только от их начальной и конечной конфигурации; это не зависит от пути, по которому движутся частицы. В случае стального шара и Земли, если начальное положение шара находится на уровне земли, а конечное положение — на высоте 10 футов над землей, потенциальная энергия одинакова, независимо от того, как и по какому пути был поднят шар. Значение потенциальной энергии произвольно и зависит от выбора точки отсчета. В приведенном выше случае потенциальная энергия системы была бы в два раза больше, если бы начальное положение было на дне ямы глубиной 10 футов.

Гравитационная потенциальная энергия у поверхности Земли может быть вычислена путем умножения веса объекта на его расстояние над контрольной точкой. В связанных системах, таких как атомы, в которых электроны удерживаются электрической силой притяжения к ядрам, нулевой отсчет потенциальной энергии — это расстояние от ядра настолько большое, что электрическая сила не обнаруживается. При этом связанные электроны имеют отрицательную потенциальную энергию, а те, что находятся очень далеко, имеют нулевую потенциальную энергию.

Потенциальная энергия может быть преобразована в энергию движения, называемую кинетической энергией, и, в свою очередь, в другие формы, такие как электрическая энергия. Таким образом, вода за плотиной течет на нижние уровни через турбины, которые вращают электрические генераторы, производя электроэнергию плюс некоторую бесполезную тепловую энергию, возникающую в результате турбулентности и трения.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.