АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Примеры решения задач. В задачах по данной теме требуется произвести энергетический расчет электрического поля

Читайте также:
  1. I. ГИМНАСТИКА, ЕЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
  2. I. Решение логических задач средствами алгебры логики
  3. I. Розв’язати задачі
  4. I. Ситуационные задачи и тестовые задания.
  5. II Съезд Советов, его основные решения. Первые шаги новой государственной власти в России (октябрь 1917 - первая половина 1918 гг.)
  6. II. Основные задачи и функции
  7. II. Решение логических задач табличным способом
  8. II. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И ПРИНЦИПЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВОИ
  9. II. Цель и задачи государственной политики в области развития инновационной системы
  10. III. Решение логических задач с помощью рассуждений
  11. III. Цели и задачи социально-экономического развития Республики Карелия на среднесрочную перспективу (2012-2017 годы)
  12. IV. Определите, какую задачу взаимодействия с практическим психологом поставил перед собой клиент.

В задачах по данной теме требуется произвести энергетический расчет электрического поля. Необходимо научиться вычислять потенциал изолированного тела и разность потенциалов для системы тел. Для накопления электрических зарядов используются разного рода конденсаторы. Поэтому важно знать, каким образом производится расчет электроемкости того или иного типа конденсатора. В инженерной практике часто приходится сталкиваться с разнообразными видами накопителей энергии электрического поля. Это требует умения производить оценки, как полной энергии электрического поля, так и ее плотности в каждой точке.

Пример 1. Принимая Землю за шар, радиус которого равен 6300 км, определить потенциал φ Земли, если напряженность поля у поверхности Земли составляет 100 В/м.

 

Р е ш е н и е

Потенциал уединенного шара

(2.21)

В свою очередь напряженность электрического поля заряженного шара на его поверхности в соответствии с (1.32) и с учетом (2.21) будет равна

. (2.22)

Отсюда . (2.23)

В системе СИ . (2.24)

О т в е т. Отрицательный потенциал Земли составляет 630 MB.

 

Пример 2. До какого потенциала зарядится самолет при пробойном напряжении окружающей атмосферы Еэ,кр = 30 кВ/см, у которого стекатели имеют диаметр 1 мм? Во сколько раз увеличится потенциал самолета при сверхзвуковом полете, когда стекатели находятся в зоне разрежения и не выполняют своей роли, а утечка зарядов происходит с передней кромки крыла самолета, радиус скругления которого 5 см?

Р е ш е н и е

 

В соответствии с (2.23)

φ = Еэr

Тогда в системе СИ

φ1 = 3∙106∙5∙10-4=1500 В,

а φ2=3∙108∙5∙10-2=150 кВ.

О т в е т. В первом случае самолет будет иметь потенциал 1,5 кВ, а во втором во сто раз больший, т. е. 150 кВ.

Пример 3. Найти эффективную электроемкость самолета, общую энергию электрического поля и плотность энергии на удалении 100 км от самолета, если площадь его поверхности составляет 250 м2, а потенциал φ = 600 кВ. Какую долю от напряженности электрического поля Земли составит напряженность поля, создаваемая зарядом самолета, на удалении 100 км, и на каком удалении эти напряженности будут равны?



Р е ш е н и е

 

Здесь можно воспользоваться тем, что электроемкость шара, обладающего радиусом r, равна

.

Если известна площадь шара, то

.

Следовательно, в случае равномерного распределения зарядов по всей поверхности самолета имеем

. (2.25)

Подставляем значения величин в системе СИ:

.

Энергия электрического поля уединенного заряженного тела равна:

На достаточно большом удалении заряженный самолет можно рассматривать как точечный заряд. Тогда

и

Учитывая, что q = Сφ, для напряженности поля, которая создается зарядом самолета, имеем

. (2.26)

Напряженность поля, создаваемая зарядом самолета, равна напряженности поля Земли на удалении

Доля, которую составит напряженность поля, создаваемая зарядом самолета, на удалении 100 км, от напряженности поля Земли Е3 составит величину:

.

Для плотности энергии электрического поля получаем следующее выражение:

(2.27)

В системе СИ

О т в е т. Эффективная электроемкость самолета ~ 500 пФ, общая энергия электрического поля 90 Дж, а плотность энергии на удалении 100 км от самолета 4,5∙Ю-19 Дж/м3; δ = 2,7∙10-6; R ~ 160 м.

Получается, что электростатическая локация самолетов по изменению электрического поля Земли заряженным самолетом является не перспективной.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.)