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火力発電所の部品、特徴および操作
一 火力発電所, 熱発電プラントとも呼ばれ、化石燃料を燃焼させることによって熱を放出することによって電気エネルギーを生成するように構成されたシステムです。.現在、化石燃料から発電するために使用されているメカニズムは、基本的に3つのフェーズに分かれています。すなわち、可燃物の燃焼、タービンの駆動、発電機の駆動です。.1)燃料の燃焼==>化学エネルギーの熱エネルギーへの変換.2)タービンの影響を受ける発電機によるタービンの起動==>電気エネルギーへの変換.3)タービンによる発電機の駆動==>電気エネルギーへの変換.化石燃料は、早い時期に有機性廃棄物が劣化するために数百万年前に形成されたものです。化石燃料の例としては、石油(その派生物を含む)、石炭、天然ガスがあります。.この方法では、従来の熱電発電所の大部分が世界中で稼働しています。.索引1部1.1熱電発電所の部品2つの特徴3どうやって動くの??4参考文献部品熱電発電所は、最も効率的な方法で可能な限り少ない環境影響で発電するという目的を達成することができるように、非常に特殊なインフラストラクチャおよび特性を有する. 熱電発電所の部品熱電発電所は、燃料貯蔵システム、ボイラー、冷却機構、タービン、発電機、および送電システムを含む複雑なインフラストラクチャで構成されています.次に、熱電発電所の最も重要な部分:1)化石燃料タンク各国の法規制に対応した安全、健康、環境対策に従った調整済み燃料の貯蔵庫です。この保証金は、工場の労働者にとって危険を意味するものではありません。.2)カルデラボイラーは、燃料の燃焼中に放出された化学エネルギーを熱エネルギーに変換することによる発熱のメカニズムです。.この部分では燃料燃焼プロセスが実行され、このためにボイラーは高温と高圧に耐える材料で製造されなければなりません.3)蒸気発生器ボイラーはそれのまわりの水循環の管によって覆われます、これは蒸気発生システムです.このシステムを通って流れる水は、燃料の燃焼からの熱の伝達のために加熱され、そして急速に蒸発する。発生した蒸気は過熱され高圧で放出されます.4)タービン前のプロセスの出力、つまり燃料の燃焼によって生成された水蒸気は、蒸気の運動エネルギーを回転運動に変換するタービンシステムを駆動します。.システムは、それぞれが受ける蒸気圧のレベルに応じて、特定の設計と機能を持つ複数のタービンで構成することができます。.5)発電機タービン電池は、共通軸を介して発電機に接続されている。電磁誘導の原理を通して、シャフトの動きは発電機のローターを動かします.この動きは、次に、発電機の固定子に電圧を誘起し、それがタービンから来る機械的エネルギーを電気エネルギーに変換します。.6)コンデンサプロセスの効率を保証するために、タービンを動かす水蒸気は冷却され、再利用可能かどうかに応じて分配されます。.復水器は冷たい水の回路によって蒸気を冷却します。これは、近くの水域から発生することもあれば、熱電発電プロセスのいくつかの固有相から再利用されることもあります。.7)冷却塔蒸気は冷却塔に送られ、非常に細い金網を通る通路を通って前記蒸気を外部に排出する。. このプロセスから2つのアウトプットが得られます。そのうちの1つは直接大気に入る蒸気であり、したがってシステムから廃棄されます。もう1つの出力は、サイクルの始めに再び使用されるために蒸気発生器に戻る冷たい水蒸気です。.いずれにせよ、環境に排出される水蒸気の損失は、システムに新鮮な水を挿入することによって置き換える必要があります。.8)変電所発生した電気エネルギーは相互接続システムに伝達されなければならない。これを行うために、電力は発電機の出力から変電所に運ばれます.そこでは、基本的にそれらを過熱することによって、導体内の大電流の循環によるエネルギー損失を減らすために、電圧(電圧)レベルが上げられる。.変電所から、エネルギーは送電線に運ばれ、そこで消費のために電気システムに組み込まれます。.9)暖炉煙突では、燃料の燃焼によるガスやその他の廃棄物が外部に排出されます。しかし、その前にこのプロセスから生じる煙霧は浄化されています.特徴熱電発電所の最も優れた特徴は次のとおりです。- 他のタイプの発電所と比較してインフラストラクチャの組み立てが簡単であることを考えると、最も経済的な発電メカニズムです。. - 二酸化炭素やその他の汚染物質が大気中に放出されることを考えると、それらは非クリーンエネルギーと見なされます。.これらの物質は酸性雨の放出に直接影響を及ぼし、地球の大気を苦しめる温室効果を高めます。.- 蒸気排出量と熱残留物は、それらが配置されている地域の微気候に直接影響を与える可能性があります。.- 凝縮後の温水の廃棄は、熱電発電所近くの水域の状態に悪影響を及ぼす可能性があります。.彼らはどのように働くのですか?熱発電サイクルはボイラーで始まり、そこで燃料が燃焼し、蒸気発生器が作動します。.それから、過熱され加圧された蒸気はタービンを駆動します。タービンは軸によって発電機に接続されています.電力は変電所を通って送電線に接続されている送電所に運ばれ、隣接する町のエネルギー需要を満たすことができます。.参考文献熱電発電所(s.f.)ハバナ、キューバ以下から取得しました:ecured.cu火力発電所または従来の熱電発電所(s.f.)。以下から取得しました:energiza.org火力発電所のしくみ(2016)以下から取得しました:sostenibilidadedp.es熱電プラントの運転(s.f.)コルドバの州エネルギー会社。アルゼンチン、コルドバ以下から回復しました:epec.com.arMolina、A.(2010)。熱電発電所とは何ですか?取得元:nuevamujer.comウィキペディア、フリー百科事典(2018)。熱電発電所取得元:en.wikipedia.org
半導体の種類、用途および例
の 半導体 それらは、温度、圧力、放射および磁場または電場のようなそれらが受ける外部条件に応じて、選択的に導体または絶縁体の機能を果たす要素である。.周期律表には14個の半導体元素があり、その中にはシリコン、ゲルマニウム、セレン、カドミウム、アルミニウム、ガリウム、ホウ素、インジウムおよび炭素がある。半導体は中程度の導電率を持つ結晶質固体であるため、導体と絶縁体の2つの方法で使用できます。.それらが導体として使用されている場合、特定の条件下で条件は電流の循環を可能にしますが、一方向にのみです。また、導電性金属ほどの導電性はありません。. 半導体は電子用途、特にトランジスタ、ダイオードおよび集積回路などの部品の製造に使用されている。それらはまた、固体レーザーのような光学センサーのためのアクセサリーまたはアクセサリー、および電力伝送システムのためのいくつかのパワーデバイスとしても使用されている。.現在、このタイプの要素は、家庭用および工業用の両方において、電気通信、制御システムおよび信号処理の分野における技術開発に使用されている。.索引1種類1.1真性半導体1.2外因性半導体2つの特徴3アプリケーション4例5参考文献 タイプ存在する不純物および異なる環境刺激に対するそれらの物理的応答に応じて、さまざまな種類の半導体材料があります。.真性半導体その分子構造が単一のタイプの原子で構成されているそれらの要素はありますか。このタイプの真性半導体には、シリコとゲルマニウムがあります。.真性半導体の分子構造は四面体です。つまり、下の図に示すように、周囲の4つの原子の間に共有結合があります。.真性半導体の各原子は4つの価電子を持っています。すなわち、各原子の最外層を周回する4つの電子。次に、これらの電子はそれぞれ隣接する電子と結合を形成します。. このように、各原子はその最表面層に8個の電子を持っており、それが電子と結晶格子を構成する原子との間に固体の結合を形成します。.この構成のために、電子は構造内を容易には移動しない。したがって、標準条件下では、真性半導体は絶縁体として振る舞います。.しかしながら、いくつかの価電子は熱エネルギーを吸収して結合から分離するので、真性半導体の導電率は温度が上昇するたびに上昇する。.これらの電子は自由電子になり、それらが電位差によって適切にアドレス指定されている場合、それらは結晶格子内の電流の循環に寄与し得る。.この場合、自由電子は伝導帯にジャンプして、電位源(例えば電池)の正極に行きます.価電子の移動は分子構造内に真空を引き起こし、それが系内に正電荷を生成するのと同様の効果に変換されるので、それらは正電荷のキャリアと見なされる。.その場合、いくつかの電子は伝導帯から価電子層がエネルギーを放出するまで落ちることができるので、逆効果が起こり、それは再結合の名前を受ける。.外因性半導体それらは真性導体内に不純物を含むことによって適合する。つまり、3価または5価の元素を取り込むことによって.このプロセスはドーピングとして知られており、材料の導電性を高め、これらの物理的および電気的特性を向上させることを目的としています.真性半導体原子を他の成分の原子で置き換えることによって、2種類の外因性半導体を得ることができ、それらは以下に詳述される。.半導体タイプPこの場合、不純物は3価の半導体元素である。つまり、価電子殻に3つの電子がある.構造内の侵入元素はドーピング元素と呼ばれます。 P型半導体用のこれらの元素の例は、ホウ素(B)、ガリウム(Ga)またはインジウム(In)である。.価電子を欠いて真性半導体の4つの共有結合を形成すると、P型半導体はミッシングリンクにギャップを有する。.これにより、この正電荷キャリアホールを介して結晶ネットワークに属さない電子が通過する。.リンクのギャップの正電荷のために、このタイプの導体は文字「P」で呼ばれ、その結果、それらは電子受容体として認識されます。.結合の間隙を通る電子の流れは、自由電子から得られる電流とは反対方向に流れる電流を生み出す。.半導体タイプN構成内の侵入要素は、5価の要素によって与えられます。つまり、価電子帯に5つの電子を持つもの.この場合、真性半導体に混入する不純物は、リン(P)、アンチモン(Sb)、砒素(As)などの元素である。.ドーパントは、結合する共有結合を持たないことによって、結晶ネットワークを通って自動的に自由に移動することができる余分な価電子を有する。.ここで、ドーパントによって提供される余剰の自由電子のおかげで、電流が材料を通って循環する。それ故、N型半導体は電子供与体と考えられる。.特徴 半導体は、それらの二重の機能性、エネルギー効率、用途の多様性および低コストによって特徴付けられる。半導体の最も優れた特性は以下の通りです.- その応答(導体または絶縁体)は、環境に対する照明、電界および磁界に対する要素の感度に応じて変わる可能性があります。.- 半導体が低温にさらされると、電子は価電子帯内に一緒に保持され、したがって、自由電子は電流の循環のために生じない。. 対照的に、半導体が高温にさらされると、熱振動が元素原子の共有結合の強度に影響を与え、電気伝導のために自由電子を残すことがある。.- 半導体の導電率は、真性半導体内部の不純物またはドーピング元素の割合によって異なります。.例えば、百万個のホウ素原子が百万個のケイ素原子に含まれる場合、その比は、純粋なケイ素の導電率と比較して、化合物の導電率を1000倍増加させる。.- 半導体の導電率は1〜10の範囲で変化します。-6 S.cm-1, 使用する化学元素の種類に応じて.- 化合物または外因性半導体は、真性半導体の特性よりもかなり優れた光学的および電気的特性を有することができ、この局面の例は、ガリウムヒ素(GaAs)であり、主に高周波および他のオプトエレクトロニクス用途の用途に使用される。.アプリケーション半導体は、集積回路など、私たちの日常生活の一部である電子素子の組み立てにおける原材料として広く使用されています.集積回路の主な要素の一つはトランジスタです。これらの装置は、特定の入力信号に従って出力信号(振動、増幅または整流)を提供する機能を果たす。.さらに、半導体はまた、一方向にのみ電流を通過させるために電子回路に使用されるダイオードの主要材料でもある。.ダイオードの設計のために、タイプPとタイプNの外部半導体接合部が形成され、キャリア要素と電子供与体とを交互にすることによって、両ゾーン間のバランス機構が活性化される。.したがって、両方のゾーンの電子と正孔は交差し、必要に応じて互いに補完する。これは2つの方法で発生します。- N型領域からP型領域への電子の移動が起こり、N型領域は主に正の負荷領域を得る。.- P型領域からN型領域への電子輸送正孔の通過が示され、P型領域は主に負電荷を獲得する。. 最後に、一方向にのみ電流の循環を引き起こす電界が発生します。つまり、ゾーンNからゾーンPへ.さらに、真性半導体と外因性半導体の組み合わせを使用すると、その体積を数百倍にする真空管と同様の機能を実行するデバイスを製造できます。.この種の用途は、かなりの量の電気エネルギーをカバーするマイクロプロセッサチップのような集積回路に適用される。.テレビ、ビデオプレーヤー、音響機器などのブラウンライン機器など、私たちが日常生活で使用する電子機器には半導体が存在します。コンピュータと携帯電話.例エレクトロニクス業界で最も一般的に使用されている半導体はシリコン(Si)です。この材料は、私たちの日々の一部である集積回路を構成するデバイスに含まれています.ゲルマニウムとシリコンの合金(SiGe)は、エレキギターなどの電気機器のレーダーやアンプの高速集積回路に使用されています。.半導体の他の例は、信号増幅器、特に高利得および低雑音レベルを有する信号において広く使用されているガリウム砒素(GaAs)である。.参考文献Brian、M.(s.f.)半導体のしくみ電子メールの取得元:electronics.howstuffworks.comLandin、P.(2014)。内因性および外因性半導体取得元:pelandintecno.blogspot.comRouse、M。(s.f.)。半導体取得元:whatis.techtarget.comSemiconductor(1998)。 Encyclopaedia Britannica、Inc.英国ロンドン。取得元:britannica.com半導体とは(S.F.)。...
インダクタンス式と単位、自己インダクタンス
の インダクタンス は、電流の通過とそれに伴う磁場の変化によって起電力が発生する電気回路の特性です。この起電力は互いによく区別される2つの現象を発生させる可能性があります。.1つ目はコイル内の自己インダクタンスで、2つ目が相互に結合された2つ以上のコイルの場合、2つ目は相互インダクタンスに対応します。この現象は、電磁誘導の法則としても知られているファラデーの法則に基づいており、可変磁場から電場を生成することが実行可能であることを示しています。.1886年に、物理学者、数学者、電気技師、放射線電信学者のOliver Heavisideが自己誘導についての最初の指摘をした。それから、アメリカの物理学者ジョセフ・ヘンリーも電磁誘導に重要な貢献をしました。そのため、インダクタンスの測定単位はその名前を取ります.同様に、ドイツの物理学者ハインリッヒレンツはレンツの法則を仮定し、そこには誘導起電力の方向が述べられている。 Lenzによれば、導体に印加される電圧の差によって引き起こされるこの力は、導体を流れる電流の方向とは反対方向に進みます。.インダクタンスは回路のインピーダンスの一部です。つまり、その存在は、流れの循環に対する抵抗を意味します。.索引1数式1.1電流の強さによる式1.2誘導応力による式1.3インダクタの特性による式2単位3自己インダクタンス3.1関連する側面4相互インダクタンス4.1 FEMによる相互インダクタンス4.2磁束による相互インダクタンス4.3相互インダクタンスの等式5アプリケーション6参考文献 数式インダクタンスは通常、対象に対する物理学者Heinrich Lenzの貢献を記念して、文字「L」で表されます。. 物理現象の数学的モデリングには、磁束、電位差、スタディ回路の電流などの電気的変数が含まれます。.電流の強さによる式数学的には、磁気インダクタンスの式は、要素(回路、電気コイル、コイルなど)内の磁束と要素を流れる電流との間の商として定義されます。.この式では:L:インダクタンス[H].Φ:磁束[Wb].I:電流の強さ[A].N:巻き数[単位なし].この式に記載されている磁束は、電流の循環によってのみ生成される流れです。.この表現が有効であるためには、研究回路の外側の磁石または電磁波のような外部要因によって発生する他の電磁気流を考慮してはいけません。.インダクタンスの値は電流の大きさに反比例します。これは、インダクタンスが大きいほど、回路を通る電流の循環が少なくなることを意味します。.一方、インダクタンスの大きさは、コイルを構成する巻数(または巻数)に正比例します。インダクタの螺旋が大きいほど、インダクタンスの値が大きくなります。. この特性は、コイルを形成するワイヤの物理的特性、さらにはその長さによっても異なります。.誘導応力の計算式コイルまたは導体に関連する磁束は測定が難しい変数です。しかしながら、前記流れの変動によって引き起こされる電位差を得ることは実現可能である。.この最後の変数は電圧以下で、電圧計やマルチメータなどの従来の機器で測定可能な変数です。したがって、インダクタ端子の電圧を定義する数式は次のとおりです。この表現では:VL:インダクタの電位差[V].L:インダクタンス[H].ΔI:電流差[I].Δt:時差[s].それがシングルコイルの場合、VL インダクタの自己誘導電圧です。この電圧の極性は、ある極から別の極に移動するときに電流の大きさが増加するか(正の符号)または減少するか(負の符号)によって異なります。.最後に、前の数式のインダクタンスをクリアすると、次のようになります。インダクタンスの大きさは、自己誘導電圧の値を時間に対する電流差で割ることによって得られます。.インダクタの特性による計算式製造材料およびインダクタの幾何学的形状は、インダクタンスの値において基本的な役割を果たす。つまり、電流の強さに加えて、それに影響を与える他の要因があります。.システムの物理的特性に基づいてインダクタンスの値を記述する式は次のとおりです。この式では:L:インダクタンス[H].N:コイルの巻き数[単位なし].μ:材料の透磁率[Wb / A・m].S:核の断面積[m]2].l:動線の長さ[m].インダクタンスの大きさは、巻数の二乗、コイルの断面積、材料の透磁率に正比例します。.その部分のために、透磁率は磁界を引き付けそしてそれらによって横断される材料を有する特性である。それぞれの材料は異なる透磁率を持っています.次に、インダクタンスはコイルの長さに反比例します。インダクタが非常に長い場合、インダクタンスの値は低くなります.測定単位国際システム(SI)では、アメリカの物理学者Joseph Henryに敬意を表して、インダクタンスの単位はヘンリーです。.インダクタンスを磁束と電流の強度の関数として決定するための公式によれば、次のようになります。一方、誘導電圧の関数としてのインダクタンスの式に基づいて、ヘンリーを構成する測定単位を決定すると、次のようになります。測定単位に関しては、両方の式が完全に同等であることは注目に値します。インダクタンスの最も一般的な大きさは通常ミリヘンリー(mH)とマイクロヘンリー(μH)で表されます。.自己インダクタンス自己誘導は、電流がコイルを通って循環し、これがシステムに固有の起電力を誘導するときに発生する現象です。.この起電力は電圧または誘導電圧と呼ばれ、可変磁束の存在の結果として発生します.起電力は、コイルを流れる電流の変化速度に比例します。言い換えると、この新しい電圧差は、回路の一次電流と反対方向に流れる新しい電流の循環を誘発します。.自己インダクタンスは、可変磁界の存在により、アセンブリがそれ自体に及ぼす影響の結果として発生します。.自己インダクタンスの測定単位は、ヘンリー[H]でもあり、通常、文献では文字Lで表されます。.関連する側面各現象が発生する場所を区別することが重要です。磁束の時間的変動は、開いた表面で発生します。つまり、関心のあるコイルの周り.対照的に、システムに誘起される起電力は、回路の開放面を画定する閉ループ内に存在する電位差です。.言い換えると、コイルの各ターンを通過する磁束は、それを引き起こす電流の強度に正比例します. 磁束と電流の強さとの間の比例のこの因子は、自己誘導係数として知られているもの、または同じもの、回路の自己インダクタンスです。.両方の要因間の比例関係を考えると、もし電流の強度が時間の関数として変化すれば、磁束は同様の振る舞いをするでしょう。.このように、回路はそれ自体の電流の変化に変化を示し、そしてこの変化は電流の強度が著しく変化するにつれて増大するであろう。.自己インダクタンスは一種の電磁慣性として理解することができ、その値は、磁束と電流の強さとの間の比例関係が満たされるという条件で、システムの幾何学的形状に依存するであろう。.相互インダクタンス相互インダクタンスは、近くのコイル(コイルN°1)に電流が循環することにより、コイル(コイルN°2)に起電力が誘導されることによって生じる。.したがって、相互インダクタンスは、コイルN°2に発生する起電力とコイルN°1に流れる電流変動との間の比率係数として定義される。.相互インダクタンスの測定単位はヘンリー[H]であり、文献では文字Mで表されています。一方のコイルの電圧が他方の端子に発生する.結合コイルに起電力が誘導される現象はファラデーの法則に基づいています.この法則によると、システムに誘起される電圧は時間内の磁束の変化速度に比例します。.その部分については、誘導起電力の極性はレンツの法則によって与えられ、それによればこの起電力はそれを生み出す電流の循環に対抗する。.FEMによる相互インダクタンスコイルN°2に誘起される起電力は、以下の数式で与えられる。この表現では:EMF:起電力[V].M12年:コイルN°1とコイルN°2の相互インダクタンス[H].ΔI1:コイルの電流変化N°1 [A].Δt:経時変化[s].したがって、前の数式の相互インダクタンスをクリアすると、次のようになります。相互インダクタンスの最も一般的な用途はトランスです。.磁束による相互インダクタンス他方で、両方のコイル間の磁束と一次コイルを流れる電流の強度との間の商を得るときに相互インダクタンスを推定することも実現可能である。.その表現では:M12年:コイルN°1とコイルN°2の相互インダクタンス[H].Φ12年:コイル間磁束N°1、N°2 [Wb].私は1:コイルに流れる電流の強さN°1 [A].各コイルの磁束を評価するとき、これらはそれぞれ、そのコイルの相互インダクタンスと電流特性に比例します。そして、コイルN°1に付随する磁束は次式で与えられる。同様に、第2のコイルに固有の磁束は以下の式から得られる。相互インダクタンスの等式相互インダクタンスの値は、関連する要素の断面を横切る磁界と比例関係にあるため、結合コイルの形状にも依存します。.カップリングの形状が一定に保たれていると、相互インダクタンスも変化しません。その結果、電磁流の変動は電流の強度にのみ依存する. 以下の式に詳述されるように、一定の物理的性質を有する媒体の相反性の原理によれば、相互インダクタンスは互いに同一である。すなわち、コイルNo.2に対するコイルNo.1のインダクタンスは、コイルNo.1に対するコイルNo.2のインダクタンスと等しい。.アプリケーション磁気誘導は、変圧器の作用の基本原理であり、一定の電力で電圧レベルを上げ下げすることを可能にします。.変圧器の一次巻線を通る電流の循環は二次巻線に起電力を誘導し、それが今度は電流の循環をもたらす。.装置の変圧比は各巻線の巻数によって与えられ、それによって変圧器の二次電圧を決定することが可能である。.プロセスの本質的な非効率による技術的な損失を除いて、電圧と電流(すなわち電力)の積は一定のままです。.参考文献自己インダクタンスCircuits RL(2015):から回復しました:tutorialesinternet.files.wordpress.comChacón、F. Electrotecnia:電気工学の基礎。...
電位特性の勾配、その計算方法および例
の 電位勾配 は、直交座標系の各軸における距離に対する電位の変化関係を表すベクトルである。したがって、電位勾配ベクトルは、距離に応じて電位の変化率が大きい方向を示す。.次に、電位勾配モジュールは、特定の方向における電位変動の変化率を反映する。この値が空間領域の各点でわかっている場合、電界はポテンシャル勾配から求めることができます。.電場はベクトルとして定義され、それによって特定の方向と大きさを持ちます。電位が基準点から遠ざかるにつれてより急速に減少する方向を決定し、この値を移動距離で割ることによって、電場の大きさが得られる。.索引1特徴2計算方法?3例3.1エクササイズ4参考文献 特徴電位勾配は、特定の空間座標によって区切られたベクトルであり、電位と前記電位によって移動した距離との間の変化の比率を測定する。. 電位勾配の最も顕著な特徴は以下に詳述される。1-ポテンシャル勾配はベクトルです。したがって、それは特定の大きさと方向を持っています.2-ポテンシャル勾配は空間内のベクトルであるため、直交座標系を基準とした場合、X(幅)、Y(高)、Z(深さ)の各軸で大きさが決まります。. 3-このベクトルは電位が評価される点で等電位面に垂直です.4-電位勾配ベクトルは、任意の点で電位関数の最大変動の方向に向けられます.5-ポテンシャル勾配のモジュールは、直交座標系の各軸の方向に移動した距離に関する電位関数から導き出されたものに等しい.6-ポテンシャル勾配は静止点(最大点、最小点、鞍点)でゼロ値.7-国際単位系(SI)では、電位勾配の測定単位はボルト/メートルです。.8-電界の方向は、電位がその大きさをより急速に減少させる方向と同じです。言い換えると、電位勾配は、位置の変化に関連して電位がその値を増加させる方向を指す。そうすると、電場は同じ値の電位勾配を持ちますが、符号が逆になります。.それを計算する方法?2点間(点1と点2)の電位差は次式で与えられます。どこで:V1:ポイント1の電位.V2:2点の電位.E:電場の大きさ.θ:座標系に対して測定された電場ベクトルの傾きの角度.上記の式を異なる方法で表現することによって、以下のことが推定される。係数E * cos(Ѳ)は、dl方向の電界成分の係数を表します。 Lを基準面の水平軸とすると、cos(Ѳ)= 1となります。以下において、電位の変化(dV)と移動距離の変化(ds)との間の商は、前記成分に対する電位勾配のモジュールである。. これから、電位勾配の大きさは研究方向の電場成分に等しいが反対の符号を持つことになる。.ただし、実際の環境は3次元であるため、与えられた点でのポテンシャル勾配は、直交座標系のX、Y、Z軸上の3つの空間成分の合計として表す必要があります.電場ベクトルを3つの長方形成分に分解すると、次のようになります。 面内に電位が同じ値を持つ領域がある場合、各直交座標に対するこのパラメータの偏導関数はゼロになります。.したがって、等電位面上にある点では、電界の強度は大きさゼロになります。.最後に、ポテンシャル勾配ベクトルは、符号が反対で、大きさがまったく同じ電界ベクトルとして定義できます。したがって、次のようになります。例上記の計算からあなたがしなければならない:さて、電位勾配の関数として電場を決定する前に、またはその逆に、最初に電位差が成長する方向を決定しなければならない。.その後、電位の変化と正味走行距離の変化との商を求める。.このようにして、その座標におけるポテンシャル勾配の大きさに等しい関連する電場の大きさを得る。.エクササイズ次の図に示すように、2つの平行板があります。.ステップ1デカルト座標系における電場の成長方向が決定される。. 平行平板の配置を考えると、電場は水平方向にのみ成長する。その結果、Y軸およびZ軸上の電位勾配の成分はゼロであると推定することが実行可能である。.ステップ2興味のあるデータは区別されます.- 電位差:dV = V2 - V1 = 90 V -...
歴史エレクトロスコープ、それがどのように機能するか、それが果たすもの
A 検電器 近くの物の電荷の存在を検出するのに使用される装置です。それはまた電荷のサインを示します。つまり、それが負電荷または正電荷の場合です。この器械はガラスビンの中に閉じ込められた金属棒で構成されています.この棒は、その下部に接続された2枚の非常に薄い金属シート(金またはアルミニウム)を持っています。次に、この構造は断熱材の蓋で封止され、上端には「コレクター」と呼ばれる小さな球があります。.帯電した物体を検電器に近づけると、構成の下端にある2つのタイプの反応が金属のラメラによって目撃される可能性があります。その検電鏡.他方、ラメラが一緒になった場合、それは、対象物が検電器の電荷とは反対の電荷を有することを示している。鍵は、既知の符号の電荷で検電器を充電することです。したがって、廃棄することによって、我々が装置に接近している物体の電荷の符号を推定することは実行可能であろう。.検電器は、負荷の符号とその強度についての指示を与えることに加えて、身体が帯電しているかどうかを判断するのに非常に役立ちます。.索引1歴史1.1進化2仕組み?2.1帯電量は??3それは何のためですか??4自家製の検電器の作り方?4.1手続き4.2あなたのエレクトロスコープをテストする5参考文献 歴史この検電器は、エリザベス女王1世の治世中にイギリスの君主制の物理学者であったイギリス人医師および物理学者ウィリアムギルバートによって考案されました。.ギルバートは17世紀の間の科学への彼の大きな貢献のおかげで「電磁気と電気の父」としても知られています。彼は静電気に関する彼の実験を深める目的で、1600年に最初の既知の検電器を建てました.versoriumと呼ばれる最初の検電器は、台座上で自由に回転する金属針からなる装置でした.虫垂の形状は、コンパスの針の形状と非常に似ていましたが、この場合、針は磁化されていませんでした。針の端は互いに視覚的に区別されていました。さらに、針の一端には正電荷があり、もう一方には負電荷があります。.ヴェルソリウムの作用機序は、静電誘導によって針の端部に誘導された電荷に基づいていた。したがって、次のオブジェクトに最も近い針の端に応じて、その端の反応は針でオブジェクトを向けるか反発することです。.物体が正電荷を帯びている場合、金属内の負の可動電荷は物体に引き寄せられ、負に帯電した端は体節に反応を誘発する身体に向くだろう. そうでなければ、もし物体が負の電荷を持っていれば、物体に引き寄せられる棒は針の正の端になるでしょう.進化1782年中頃、優れたイタリアの物理学者アレッサンドロ・ヴォルタ(1745-1827)が結露検電器を作りました。.しかし、検電器の最大の進歩は、ゴールドシート検電器を発明したドイツの数学者兼天文学者ヨハン・ゴットリーブ・フリードリヒ・フォン・ボーネンベルガー(1765-1831)の手からもたらされました。.この検電器の構成は、今日知られている構造と非常によく似ています。装置は、上端に金属製の球体を持つガラスベルで構成されていました。.次に、この球体は、導体を介して2枚の非常に薄い金に接続されていました。静電気を帯びた物体が近づくにつれて「黄金の塊」が分離または結合した.どのように動作しますか?静電鏡は、静電反発力による内部ラメラの分離現象を利用して、近くの物体の静電気を検出するために使用される装置です。.静電気は、自然な負荷や摩擦によって、身体の外面に蓄積される可能性があります。.電子顕微鏡は、高電荷表面から低電荷表面への電子の移動による、この種の電荷の存在を検出するように設計されている。さらに、ラメラの反応に応じて、周囲の物体の静電荷の大きさのアイデアも得られます。.検電器の上部に位置する球体は、研究対象の電荷の受け取り側として機能します。.帯電した体を検電器に近づけることによって、体から同じ電荷を獲得します。つまり、正に帯電した物体に正の符号で近づくと、検電器は同じ電荷を獲得します。.検電器が以前に既知の電荷で充電されている場合、以下のことが起こります。- 体が同じ負荷を持っている場合、両方とも反発するので、検電器の内側にある金属ラメラは互いに分離します。.- 対照的に、物体が反対の電荷を有する場合、瓶の底部の金属フレークは互いに付着したままであろう。.静電鏡の内側の薄板は非常に軽くなければならないので、それらの重量は静電反発力の作用によって釣り合わされる。したがって、検査対象を検電器から遠ざけることで、ラメラは分極を失い、自然な状態(閉じた状態)に戻ります。.どのように帯電していますか?電気スコープを電気的に充電するという事実は、我々が装置に近づくことになる物体の電荷の性質を決定することができるために必要である。検電器の電荷が事前に分からない場合、対象物の負荷が負荷と同じか反対かを判断することは不可能です。.検電器を充電する前に、それは中立状態になければなりません。つまり、内部に同数の陽子と電子があります。このため、装置の負荷の中立性を確保するために、充電を実行する前に検電器をアースに接続することをお勧めします。.検電器の放電は、それを金属物体で触れることによって行うことができ、後者は検電器の内部に存在する電荷をアースに排出する。.それをテストする前に検電器を充電するには2つの方法があります。以下は、これらのそれぞれの最も関連性の高い側面です。.帰納によるそれはそれとの直接接触を確立することなく検電器を充電することを含む。つまり、荷重が受信側の球に認識されているオブジェクトに近づくことによってのみです。.連絡先既知の電荷を持つ物体で検電器の受光面に直接触れる.それは何のためですか??電子顕微鏡は、身体が帯電しているかどうかを判断し、それが負電荷を持っているか正電荷を持っているかを区別するために使用されます。現在、電子顕微鏡は実験分野で使用されており、その使用と共に帯電体中の静電荷の検出を例示している。.エレクトロスコープの最も重要な機能のいくつかは以下の通りです。- 近くの物体の電荷の検出検電器が人体の接近に反応する場合、それは人体が帯電しているからです.- 検電器の初期電荷に応じて、検電器の金属薄板の開閉を評価する際に、荷電体が有する電荷の種類の識別.- 静電誘導の同じ原理により、検電器は周囲に放射性物質がある場合に環境の放射線を測定するためにも使用されます。.- この装置は、制御された電場内で検電器の充電および放電速度を評価することによって、空気中に存在するイオンの量を測定するためにも使用され得る。.今日、静電気検出器としてのこの装置の使用を様々な教育レベルの生徒に実証するために、検電器は学校や大学の実験室で広く使用されています。.自家製の検電器の作り方?自家製の検電器を作るのはとても簡単です。必要な要素は入手が容易であり、検電器の組み立ては非常に高速です。. 以下にリストされているのは、7つの簡単なステップで自家製の検電器を作るのに必要な道具と材料です。- ガラス瓶それはきれいでとても乾燥している必要があります.- ボトルを密閉するためのコルク.- 14ゲージ銅線.- ペンチ.- はさみ.- アルミホイル.- ルール.- 風船.-...