Необратимое преобразование

Резистивный элемент является пассивным эле* ментом схемы замещения, характеризующим наличие в замещаемом элементе необратимых процессов преобразования электрической энергии в другие виды энергии. Параметром резистивного элемента является его активное сопротивление г, в котором поглощается электрическая энергия, равная энергии, потребляемой замещаемым реальным элементом электрической цепи.

В дальнейшем будут приведены и другие примеры, когда ре-зистивный элемент в схеме замещения характеризует наличие необратимых процессов преобразования электрической энергии в другие виды энергии в реальной электрической цепи.

Поэтому такие процессы получили название необратимых процессов. То же произойдет, если процесс будет протекать с конечной разностью температур между температурой источника тепла и температурой газа.

Здесь нужно указать, что уравнение (3-20) справедливо для обратимых и необратимых процессов, так как w" определяется начальным и конечным состояниями газа в процессе.

Б удел предполагать, что система заряжается весьма медленно, теоретически — бесконечно медленно. При этом электрические токи, возникающие при переносе зарядов на поверхность заряжаемых тел, бесконечно малы, а следовательно, бесконечно малы и потери в проводниках конечного сопротивления. Допустим также, что в самом диэлектрике при изменении напряженности поля не совершается необратимых процессов. В таком случае на основании закона сохранекия энергии можем утверждать, что вся работа, совершаемая источниками при образовании зарядов, идет на создание запаса электрической энергии W9 в системе: А = Wa. Потенциал Uk k-ro тела зависит от зарядов qlt q2, ..., qn всех тел. При постоянной

Предположим, что магнитная проницаемость среды не зависит от напряженности поля и что токи устанавливаются весьма медленно. При этом в среде, окружающей проводники электрических цепей, не совершается никаких необратимых процессов. Все контуры будем считать геометрически неизменяемыми и неподвижными. Следовательно, в системе не совершается механической работы на перемещение контуров. При таких условиях можем утверждать на основании закона сохранения энергии, что вся работа А идет на создание; запаса магнитной энергии Wa в системе электрических цепей, т. е. А = WM.

Резистивный элемент характеризуется активным сопротивлением г, которое является .его параметром. Этот элемент в электрических цепях отражает наличие необратимых процессов преобразования электрической энергии в другие виды энергии, например поглощение электрической энергии в проводнике и переход ее в тепловую энергию, которая рассеивается в окружающее пространство. Резистивный элемент в схемах замещения может учитывать также потери энергии в магнитном сердечнике катушки.

ки необратимых процессов, т. е. таких, которые не возвращают систему к равновесному состоянию. Примером необратимых процессов служат диффузия и ионное внедрение.

критическая скорость нарастания прямого тока через тиристор (di/dt)Kp—максимальное значение скорости нарастания прямого тока через тиристор, не вызывающее необратимых процессов в р-п-р-п структуре и связанного с ними ухудшения параметров тиристора;

ческой цепи вследствие происходящих в ней необратимых процессов преобразования электрической энергии Е другие виды энергии.

Популярный в последние годы эксергетический метод, даже по мнению одного из главных его пропагандистов, «не дает результатов, отличных от тех, которые получают из классических термодинамических методов... На первый взгляд этот метод проще классического, однако он связан с многочисленными упрощающими предпосылками, которые могут повлиять на окончательный результат» [77]. Методы «неравновесной термодинамики», т. е. термодинамики необратимых процессов, разработаны пока для процессов, незначительно отличающихся от равновесных, а потому мало пригодны для целей настоящей работы. Метод энергомеханической оценки циклов [78] освещает лишь одну сторону эффективности только тепловых ПЭ. Поэтому обобщенные критерии энергетической эффективности будут основываться на принципах классической термодинамики.

где г = ЕЛ - активное сопротивление и х = "Lx, — T,XC - реактивное сопротивление этой неразветвленной цепи. В активном сопротивлении происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии, а в реактивном сопротивлении необратимых преобразований нет.

На 2.29, а показаны мгновенные значения тока /г, напряжения и и мощности р для резистивного элемента. Мгновенная мощность в резистивном элементе в любой момент времени положительная, т. е. в течение любого интервала времени в резистивный элемент поступает энергия и происходит необратимое преобразование электрической энергии источника в другие ее виды.

Рассмотпим сначала приемники энергии, схемы замещения которых содержат резистивные, индуктивные и емкостные элементы. Энергетические процессы в резистивных, индуктивных и емкостных элементах различны по физической природе. В резистивных элементах происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Средняя скорость необратимого процесса преобразования энергии в резистивном элементе определяется активной мощностью Р [см. (2.50)]. В индуктивных и емкостных элементах происходит периодическое аккумулирование энергии в магнитных и электрических полях, а затем энергия возвращается во внешнюю относительно этих элементов часть цепи. В таких элементах нет необратимого преобразования электрической энергии в другие виды, т. е. активная мощность Р равна нулю. Электрические процессы в индуктивном и емкостном элементах определяются реактивной индуктивной мощностью Q, [см. (2.52)] и реактивной емкостной мощностью <2„

Энергетические соотношения в RC- и ^L-цепях. Говорят, что указанные цепи относятся к цепям первого порядка, поскольку именно таков порядок описывающих их дифференциальных уравнений. В данных цепях происходит необратимое преобразование запасенной электромагнитной энергии в энергию других видов.

где г = ЕЛ - активное сопротивление и дс = Едг^ — 2дгс - реактивное сопротивление этой неразветвленной цепи. В активном сопротивлении происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии, а в реактивном сопротивлении необратимых преобразований нет.

На 2.29, а показаны мгновенные значения тока /г, напряжения и и мощности р для резистивного элемента. Мгновенная мощность в резистивном элементе в любой момент времени положительная, т. е. в течение любого интервала времени в резистивныи элемент поступает энергия и происходит необратимое преобразование электрической энергии источника в другие ее виды.

Рассмотпим сначала приемники энергии, схемы- замещения которых содержат резистивные, индуктивные и емкостные элементы. Энергетические процессы в резистивных, индуктивных и емкостных элементах различны по физической природе. В резистивных элементах происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Средняя скорость необратимого процесса преобразования энергии в резистивном элементе определяется активной мощностью РГ [см. (2.50)]. В индуктивных и емкостных элементах происходит периодическое аккумулирование энергии в магнитных и электрических полях, а затем энергия возвращается во внешнюю относительно этих элементов часть цепи. В таких элементах нет необратимого преобразования электрической энергии в другие виды, т. е. активная мощность Р равна нулю. Электрические процессы в индуктивном и емкостном элементах определяются реактивной индуктивной мощностью Q, [см. (2.52)] и реактивной емкостной мощностью Qc

где г = 2/? - активное сопротивление и х = ~LxL — T,XC - реактивное сопротивление этой неразветвленной цепи. В активном сопротивлении происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии, а в реактивном сопротивлении необратимых преобразований нет.

На 2.29, а показаны мгновенные значения тока if, напряжения и и мощности /7 для резистивного элемента. Мгновенная мощность в резистивном элементе в любой момент времени положительная, т. е. в течение любого интервала времени в резистивный элемент поступает энергия и происходит необратимое преобразование электрической энергии источника в другие ее виды.

Рассмотлим сначала приемники энергии, схемы замещения которых содержат резистивные, индуктивные и емкостные элементы. Энергетические процессы в резистивных, индуктивных и емкостных элементах различны по физической природе. В резистивных элементах происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Средняя скорость необратимого процесса преобразования энергии в резистивном элементе определяется активной мощностью РГ [см. (2.50)]. В индуктивных и емкостных элементах происходит периодическое аккумулирование энергии в магнитных и электрических полях, а затем энергия возвращается во внешнюю относительно этих элементов часть цепи. В таких элементах нет необратимого преобразования электрической энергии в другие виды, т. е. активная мощность Р равна нулю. Электрические процессы в индуктивном и емкостном элементах определяются реактивной индуктивной мощностью Q. [см. (2.52)] и реактивной емкостной мощностью ?>„

Для приближенного учета процессов преобразования электромагнитной энергии в теории цепей вводят идеальные элементы с двумя выводами или полюсами, через которые протекает электрический ток: индуктивный, емкостный и резистивный элементы, учитывающие накопление энергии в магнитном и электрическом полях и необратимое преобразование электромагнитной энергии в другие виды энергии. Для учета преобразования энергии неэлектрической природы (химической, механической, тепловой и т. д.) в электромагнитную энергию вводится элемент, называемый источником. Соединяя между собой соответствующим образом эти идеальные элементы, получают электрическую цепь, приближенно отображающую электромагнитные процессы в каком-либо устройстве по отношению к интересующим выводам.