Физические величины в электроэнергетике, их размерности

Килограмм равен массе международного прототипа килограмма

Метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299792458 с

Секунда равна 9192631770 периодам излучения между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133

Ампер равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади поперечного сечения, расположенным в ваккуме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2·10-7ньютона

Кельвин равен1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды

Абсолютный нуль термодинамической шкалы температур

Е=1,5 kT k=1,38·10-23 Дж / К,
постоянная Больцмана

Т

2.Электрический ток - I

Электрическим током проводимости называется направленное движение заряженных частиц в соответствии со знаком их заряда и направлением электрического поля.

Электрическим током смещения называется изменение потока электрического смещения во времени

Плотность электрического тока – векторная величина, равная силе тока, протекающего через единицу поперечного сечения: j= dI/dS

Единица измерения – вебер (Вб).

Магнитная индукция – магнитный поток, проходящий через единицу площади –В.

Единица измерения – тесла (Тл). Тл=Вб/м2

Напряжённость магнитного поля – Н - вектор, связанный с индукцией соотношением:

Единица измерения – А/м

Единица измерения – вольт

Электрическое напряжение – разность потенциалов между двумя точками электрического поля, равная работе по перемещению единичного заряда из одной точки в другую против сил поля U=φ1- φ2.

Напряжённость электрического поля – Е - вектор, равный градиенту потенциала (напряжению на единицу длины):

Напряжённость электрического поля – Е – это также сила, действующая в электрическом поле на тело с зарядом в 1 Кл

Единица измерения – вольт

Падение напряжения – U [B] – работа, совершаемая при протекании электрического тока и затрачиваемая на перемещение заряженных частиц одного знака при противодействии их движению со стороны зарядов противоположного знака.
Значение падения напряжения зависит от скорости перемещения заряда и сопротивления этому перемещению

R

Электрическое сопротивление характеризует энергию электрического поля, которая преобразуется в тепло при прохождении тока проводимости через вещество.

Пример: провода

l – длина образца,, м
S – площадь поперечного сечения, м2
ρ – удельное сопротивление материала (сопротивление образца, длиной 1 м и с площадью поперечного сечения 1 м2), Ом·м

Радиально-цилиндрическим полем называется поле, у которого силовые линии радиальны, а поверхности равного потенциала (эквипотенциальные поверхности) представляют собой соосные (коаксиальные) цилиндры..

r2 – радиус внешнего цилиндра
r1 – радиус внутреннего цилиндра
l - длина коаксиальных цилиндров

Пример: телевизионный (коаксиальный) кабель

C

Электрическая ёмкость определяет количество электрического заряда одного знака, накапливаемого в электротехническом устройстве при определённом напряжении.

Расчёт электрической ёмкости

C

Радиально-цилиндрическое поле:

Пример: коаксиальный кабель

Пример: плоский конденсатор

Для амплитудных (и действующих) значений:

Реактивное ёмкостное сопротивление:

Индуктивность характеризует магнитные свойства электрической цепи, проявляющиеся в её инерционности

Для амплитудных (и действующих) значений:

Реактивное индуктивное сопротивление:

μ - магнитная проницаемость материала сердечника. Магнитная проницаемость показывает, во сколько раз индукция магнитного поля в материале увеличивается по сравнению с индукцией в пустоте.
μпустоты = 1

Wэлектр. = Q×U = U × I × τ

Электрическая мощность – это скорость преобразования энергии:

N = W/ τ = U × I [ватт];
Вт = В×А= Дж/c

·ΔT

ρ- удельное сопротивление проводника, [Ом·м]

τ – время, [c]

c – удельная теплоёмкость материала проводника, [Дж/кгК]

d – плотность материала проводника, [кг/м3]

ΔТ– разница температур горячего и того же проводника до нагрева (холодного), [К]