CC BY
32
Dmitriev Vyacheslav Valentinovich, general director, dvitriev. vv@kalugaoblgaz. ru, Russia, Kaluga, JSC "Gazprom gas distribution Kaluga»
УДК 681.513
К ВОПРОСУ О БАЛАНСЕ МОЩНОСТЕЙ В ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ
И ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ
О. А. Шибякин, М.С. Антонов, В.В. Сурков
Рассмотрен один из важных законов в электротехнике и теории управления электротехническими объектами, основанный на законе сохранения энергии, - баланс мощностей. Показано, что с точки зрения физических явлений он не точно описывает процесс преобразования мощности электрическим устройством.
Ключевые слова: энергия, источник энергии, приемник энергии, баланс мощностей, закон Джоуля-Ленца, электрическое поле, ток, заряд.
Без энергии жизнь человечества немыслима. Все мы привыкли использовать в качестве источников энергии органическое топливо - уголь, газ, нефть. Однако их запасы в природе, как известно, ограничены. И рано или поздно наступит день, когда они иссякнут. Отдельно стоит вопрос с ядерным топливом (очень опасным в эксплуатации). На вопрос: что делать в преддверии энергетического кризиса? - уже давно найден ответ: надо искать другие источники энергии - альтернативные, нетрадиционные, возобновляемые. Такими источниками на сегодняшний день являются энергия солнца воды, ветра и т.д. Однако КПД таких источников либо очень мал, либо трудно осуществить на практике (например, энергию приливов и отливов, связанную с влиянием луны или геотермальную энергию).
Одним из первых, кто, исходя из положений теории эфира, смог доказать, что эфир - это реальность нашего мира, был Никола Тесла. Тайна его трансформатора до сих пор официально не раскрыта, хотя любители, опираясь на интуицию, сумели создать множество вариантов, которые исправно «извлекали» из эфира энергию.
Ключом к разгадке работ Теслы по извлечению возобновляемой энергии может быть рассматриваемый в статье баланс мощностей в электротехнике, базирующийся на законе сохранения и преобразования энергии.
Традиционный баланс мощностей в электротехнике и управлении правдоподобно и очень упрощенно отражает свойство сохранения энергии: мощность всех источников энергии электрической цепи равна мощности всех приемников (потребителей и не обязательно электрических) в этой же цепи. Хотя давно известно, что преобразуемая энергия может находиться вне электрической цепи (например, энергия солнца), если рассматривать электрическую цепь не изолированно, а как открытую систему, общающуюся со всей Вселенной. При этом КПД устройства оказывается всегда меньше единицы. Если же КПД некоторого устройства оказывается больше единицы ("вечные двигатели"), то это означает только то, что существуют неучтенные в балансе мощностей источники энергии.
Примером может служить следующая электрическая (электронная) цепь, состоящая из полупроводникового диода и электрической лампы накаливания (рис. 1).
В цепи (рис. 1, а) нет видимых источников энергии, и лампа не должна светиться (по крайней мере, 150 лет назад никто не знал, что диодом могут быть фотодиод, цепь (рис. 1, б)). Для такого человека цепь (рис. 1, а) имеет КПД больше единицы.
а б
Рис. 1. Цепь, состоящая из полупроводникового диода и электрической лампы накаливания
В основе современного традиционного баланса мощностей лежит закон Джоуля-Ленца, из которого придумали ложный вывод.
Например, в курсе общей физики автора И.В. Савельева [1] говорится о том, что количество выделяющегося в проводнике тепла пропорционально его сопротивлению, квадрату силы тока и времени - Q = М X
х
или для переменного тока Q = | Ш2ё1.
0
И.В. Савельев при объяснении закона Джоуля-Ленца, вначале правильно используя теорию (математику) в соответствии с практикой (физикой), говорит о том, что если к проводнику приложено напряжение и, то за время & через каждое сечение проводника проходит заряд ёд = 1 ё1х. Это равносильно тому, что заряд ёд = переносится за время & из одного конца проводника в другой. При этом силы поля совершают работу ёА = и ёд = ш ё1х.
Однако далее И.В. Савельев, увлекшись математикой и не учитывая физику процесса ("математика без физики глупа"), не обращая внимание на то, что силы поля (какие?) совершают работу (над чем?), правильно применяя закон Ома, формально (математически точно) получает для работы электрических сил выражение, совпадающее с выражением для Q. Попутно заметим, что здесь ничего не говорится о нагреве.
Такое случайное совпадение позволило И.В. Савельеву сделать глубоко ошибочный, абсурдный вывод о том, что нагревание проводника происходит за счет работы, совершаемой силами поля над носителями заряда.
Это примерно так же, как в той шутке для студентов, слабо знающих физику: «Предположим, что я дал Вам взаймы пять копеек. Значит,
Вы мне должны: 5 коп. = у/25 коп. = ^ 1 руб. = 1 руб. = 50 коп!»
Акцентируем внимание. Закон Джоуля-Ленца появился в результате эксперимента (практики) и устанавливал связь «причина (прохождение тока по проводнику) - следствие (проводник нагревается)». Это примерно так же, как для цепи рис. 1,а экспериментально установлено: причина (действие температуры) - следствие (лампа излучает видимый свет). Ложный вывод: излучение лампы происходит за счет работы, совершаемой силами температурного поля над носителями заряда. То есть закон Джоуля-Ленца устанавливает итоговый факт, не вникая в подробности теории физических явлений: «практика без теории слепа».
При этом сам же И.В. Савельев подчеркивает, что работа совершается силами поля над носителями заряда, то есть на перемещение зарядов (на создание тока) тратится энергия или работа (мощность). Однако что за силы, откуда они взялись, почему нагревание происходит за счет работы, совершаемой силами поля над носителями заряда, что значит «за счет» или каким образом работа по перемещению заряда влияет на нагрев? Эти вопросы остаются без ответа.
Для выяснения этих вопросов обратимся к учебнику И.В. Савельеву [1], где он правильно говорит о том, что циркуляция вектора электростатического поля равна нулю, и поэтому в замкнутой цепи наряду с участками, на которых положительные заряды движутся в сторону убывания ф, должны иметься участки, на которых перенос положительных зарядов происходит в направлении возрастания ф, т. е. против сил электростатического поля (изображенная пунктиром часть цепи на рис. 2).
Рис. 2. Цепь, состоящая из двух участков
87
Перемещение носителей на этих участках (рис. 2) возможно лишь с помощью сил неэлектростатического происхождения, называемых сторонними силами. И это правильно, но заметим, что и здесь ничего не говорится о нагреве, а утверждается о том, что в замкнутой цепи на всех участках действует электростатическое поле, причем циркуляция вектора электростатического поля равна нулю (для определенности, при обходе контура по часовой стрелке). В цепи (рис. 2) всего два участка и соответственно действуют две силы: на участке от ф2 до ф1 (пунктирная часть цепи) - сторонние силы (это электростатическое поле неэлектростатического происхождения) и на участке от ф2 до ф1 (в проводнике) - электростатические силы, или более коротко, электрические силы (это электростатическое поле электростатического происхождения). Акцентируем внимание: по И.В. Савельеву (и это правильно) в цепи (рис. 2) действуют две различные силы (по природе появления), каждая на своем участке и никаких других сил нет и быть не может.
Далее автор правильно говорит о том, что сторонние силы можно охарактеризовать работой, которую они совершают над перемещающимися по цепи зарядами. Величина, равная работе сторонних сил, отнесенной к единице положительного заряда, называется электродвижущей силой (ЭДС) Е, действующей в цепи или на ее участке. И, если работу сторонних сил над .зарядом я обозначить за А, то по определению
Е=А, я
где размерность ЭДС Е совпадает с размерностью потенциала, поэтому Е измеряется в тех же единицах, что и ф.
Это также правильно: одна из сил на одном участке цепи характеризуется работой А - это работа сторонних сил по перемещению зарядов в источнике (ЭДС), при этом сторонние силы совершают работу над перемещающимися зарядами на участке от ф2 до ф1: А = я Е (правильнее было бы написать А21 = -^Е, а всю работу по замкнутой цепи (рис. 2) обозначить А, которая равна нулю: А = 0, иначе можно запутаться).
Далее автор продолжает, что, кроме сторонних сил, на заряд действуют силы электростатического поля и работа, совершаемая этой силой над зарядом я на участке цепи, определяется выражением
А12 = Я • Е + я • (ф1 -ф2). (1)
И вторая сила на другом участке той же цепи характеризуется работой А12 - это работа сил электростатического (электрического) поля в проводнике. Подчеркнем, что работа совершается этой силой над зарядом я. Сам автор (и это правильно) признает наличие работы по перемещению зарядов в проводнике, или несколько понятнее, работы, затрачиваемой на движение зарядов по проводнику. То есть А12 = Ада = я(ф1 - ф2) = яИ12 присутствует!
Однако из этой фразы непонятно, на каком участке действуют силы электростатического поля и совершается работа этой силой над зарядом: от ф2 до ф1 или от ф1 до ф2. Судя по индексам для работы по формуле (1) и по при-
веденной выше цитате (по умолчанию) работа А12 совершается в проводнике. Тогда почему в формуле (1) два слагаемых (по оглашению): работа сторонних сил: яЕ12 (неэлектростатического происхождения и почему-то со знаком плюс) и работа сил электростатического происхождения (электрических сил): Я(ф1 - ф2). Формула (1) неверная! Скорее всего, автор запутался в своих обозначениях: хотел сказать, что вся работа, затрачиваемая на перемещение зарядов в замкнутой цепи (рис. 2), А = А21 + А12 = - яЕ + + я(ф1 - ф2) = 0. Знак «минус» объясняется тем, что работа сторонних сил яЕ совершается против сил электростатического поля. Кстати, отсюда следует второй закон Кирхгофа: Е = (ф1 - ф2) или Е = и12. Обратим внимание: вследствие действия двух разных работ появляются два разных напряжения (сначала причина: работа, потом следствие: напряжение), а не наоборот, и они, так же, как и работы, равны, однако тепловая энергия здесь является следствием действия какой-то непонятной (и пока неизвестной) работы. И сам автор правильно утверждает, что на двух участках совершаются две разные и равноправные работы только по перемещению зарядов, имеющих разные формулы и физические причины появления: А = -яЕ и А12 = яИ12. Других работ (в том числе и работы, приводящей к нагреву) в рассуждениях физика И.В. Савельева нет и быть не может, если физика (как развивающаяся наука) адекватна жизни.
Дело в том, что причину нагрева (теорию) и соответственно работу никто и никогда не рассматривал, а доверялись эксперименту Джоуля-Ленца (практике): они только установили равенство двух различных по физике проявления и случайно равных по величине энергий (например, масса мыши и масса гири равны, вывод: гиря - это мышь или мышь - это гиря). Здесь вольно или невольно допущен ошибочный силлогизм (демагогический прием -намеренное нарушение логики), например: мы - рыжи. львы - рыжи. Следовательно, мы - львы!
Далее еще интереснее: следом за неверной формулой (1) автор без всяких пояснений и оснований, голословно и неверно утверждает, что для замкнутой цепи работа электростатических сил равна нулю, так, что А=яЕ.
А вот это уже чистая ложь!
Во-первых, это противоречит правильному высказыванию И.В. Савельева о том, что циркуляция вектора электростатического поля равна нулю или А = А21 + А12 = - яЕ + я(ф1 - ф2) = 0. То есть работа А12 (назовем ее работой, затрачиваемой на движение зарядов по проводнику: А12 = АдВ = я(ф1 - ф2)) почему-то равна нулю, и в цепи осталась только яЕ. Но работа по контуру (таков физический закон) должна быть равна нулю (А = А21 + А12), следовательно, и яЕ = 0. Абсурд какой-то! Во-вторых, если нет работы на участке от ф1 до ф2, то откуда взялось напряжение и12 = А12/я как следствие работы А12? Или напряжения и12 тоже нет? Почему автор не стал разбираться с этой работой я(ф1 - ф2), а принял ее, по своему усмотрению, равной нулю. Формула есть, а работы, посчитанной по этой формуле, нет, точнее, равна нулю. Что хочет здесь вольно или невольно скрыть автор.
Возвращаемся к книге И.В. Савельева [1] и продолжим анализ. Далее автор говорит о том, что силы поля совершают работу ёЛ = и ёд = ш Заменяя и в соответствии с законом Ома через Я и интегрируя, получим для работы электрических сил выражение, совпадающее (акцентируем внимание) с выражением для Q. То есть работа сил поля (непонятно только каких: электростатических по перемещению зарядов в проводнике или сторонних) совпала (совершенно случайно, такова загадка природы) с работой нагрева. Ну да, совпала, такое бывает. На основании такого правильного вывода о совпадении двух энергий ошибочно и бездоказательно (и уже в который раз) автором делается вывод о том, что нагревание проводника происходит за счет работы, совершаемой силами поля над носителями заряда.
Вот зачем И.В. Савельеву утверждать - чтобы энергию перемещения зарядов заменить на энергию нагрева на том основании, что эксперимент показал равенство этих двух энергий.
Во-первых, опять непонятно, какие силы поля - электрические или сторонние (а других нет!) - совершают работу над носителями заряда в проводнике. Заряды двигаются в проводнике за счет какой энергии из двух? Во-вторых, энергия тратится на создание тока и эта же энергия выделяется в проводнике в виде тепловой энергии (нагрева)? Ну, никак не может, чтобы одно и то же событие присутствовало в двух разных физических процессах. В-третьих, чем хуже такое (также явно неправильное) утверждение, которое математически легко доказывается? Нагревание проводника происходит за счет работы, совершаемой силами поля неэлектростатического происхождения над носителями заряда. Действительно, Л = дЕ, Е = (ф1 - ф2) =и, и = Я1. Подставляя одну формулу в другую, получим:
'у
Л = дЕ = дИ = = (д/^-Я-Ы. В результате имеем А = ЯI Сравним полученную формулу с формулой для нагрева проводника: Q = Я121
Таким образом, экспериментально установленный закон Джоуля-Ленца справедлив и говорит только о том, что энергия (мощность) в проводнике выделяется пропорционально току в квадрате, а откуда поступает эта энергия, не объясняется. При этом вольно или невольно приравниваются (или происходит подмена понятий или смешиваются) два понятия (два различных физических процесса): энергия, которая совершается силами поля над носителями заряда, и энергия, нагревающая проводник. Эти две энергии по воле природы оказались одинаковыми. Точнее три энергии: энергия электростатических сил равна энергии нагрева проводника и она же равна энергии сторонних сил. А по И.В. Савельеву, энергия сторонних сил и энергия нагрева, неизвестно, откуда появившиеся, присутствуют, а энергии электростатических (электрических) сил нет. Тогда по закону сохранения энергии получается, что только одна энергия сторонних сил совершает работу и на участке от ф2 до ф1 и на участке от ф1 до ф2 и энергия нагрева здесь ни причем. Но это явно противоречит высказыванию И.В. Савельева о том, что, кроме сторонних сил, на заряд действуют силы электростатического поля и работа совершается этой силой над зарядом д. Так есть эта
сила или ее нет? Если нет силы, то откуда появилась информация о том, что она есть? Если нет энергии нагрева в формуле А = А21 + А12 = 0 для цепи, то откуда она взялась?
Для выяснения этих вопросов рассмотрим простейшую цепь постоянного тока (рис. 3), состоящую из источника Е (аккумуляторная батарея Еи, Яи), двух амперметров (А - ЯА), нагрузки (лампы накаливания Ял) и соединительных проводов ЯПРоВ.
Рис. 3. Простейшая реальная цепь
В соответствии со вторым законом Кирхгофа для данной цепи
I • ЯА + I • ЯЛ + 1 • ЯА + 1 • ЯИ + 1 • Япров = Е.
Обозначая эквивалентное сопротивление всех приемников цепи (внутренних и внешних) Я пр = Я л + 2 • Я а + Я И + Я пров, получим цепь
из идеальных элементов (рис. 4).
Рис. 4. Эквивалентная схема замещения цепи (рис. 3), составленная
из идеальных элементов
Для цепи (см.рис. 4)
Е - и Т1ПТ — и,
(2)
ист ^ аЬ,
где иист - напряжение на идеальном источнике, иаь - напряжение на всех приемниках электрической энергии, причем в соответствии с законом Ома
где
ИаЬ = I • Япр . (3)
Традиционно баланс мощностей для данной цепи записывают так:
Рист = Рпр, (4)
Рист = И ист • I = Е • I = ИаЬ • I, (5)
Рпр = ИаЬ • I = I2 • Я пр, (6)
если подставить в последнюю формулу напряжение из закона Ома (3).
Согласно формуле (4) энергия источника (см.рис. 4) преобразуется (выделяется) в энергию приемника. Действительно, подставляя (5) и (6) в (4), получим
ИаЬ • I = ИаЬ • I,
то есть баланс мощностей выполняется (гиря = мышь).
Формула баланса мощностей (4) исправно работает на практике и ее, как правило, используют для проверки правильности расчетов электрических устройств и систем управления электротехническими объектами. Несмотря на неправильность этой формулы с точки зрения физики (физических явлений) и преобразования энергии электрической цепью, она до настоящего момента времени (до появления необходимости искать другие источники энергии) удовлетворяла практическим потребностям в электротехнике, электромеханике, электроэнергетике, в теории управления электротехническими системами.
Рассмотрим цепь (см.рис. 4) со стороны физических явлений. Итак, сторонние силы (причина, например, энергия воды, света, тепла и т.д.) совершают работу Лист = -я • Е по перемещению зарядов внутри источника Е (на участке от Ь до а), и на зажимах (полюсах) источника (от а до Ь) появляются потенциальные электрические силы, действующие против равных им сторонних сил. В результате на зажимах приемника появляется потенциальное поле и, как следствие, разность потенциалов
Фа - ФЬ или напряжение ИаЬ = Фа - ф Ь = И ист = Е .
По определению, взятым из физики или теоретических основ электротехники [2], под разностью потенциалов фа - фЬ понимают работу по перемещению зарядов на участке цепи от а до Ь (то есть в приемнике):
Фа - ФЬ = , то есть работа Лпр = д • (фа - Фь) = я • ИаЬ расходуется на
Я р
перемещение зарядов в приемнике.
Поскольку работа сил электрического поля не зависит от пути, по которому перемещался в электрическом поле заряд, а зависит лишь от начального и конечного положения этого заряда, то силы, действующие на заряд, являются потенциальными. Отсюда появились понятия «электриче-
92
ское потенциальное поле», «потенциал». Потенциал численно равен потенциальной энергии, которой обладает в данной точке поля единичный положительный заряд.
С другой стороны, из механики известно, что работа потенциальных сил на замкнутом пути равна нулю или работа, совершаемая силами поля над зарядами при обходе его по любому замкнутому контуру (рис. 4) равна нулю: A = Аист + Апр = -q • E + q • Uab = 0 . Соответственно мощность Рист = Рпр. Здесь знак «минус» обусловлен тем, что в источнике заряды движутся против сил электрического поля, создаваемого сторонними силами (причина), а в приемнике заряды движутся под действием сил электрического поля (следствие). Несмотря на то, что Рист = Рпр, физическая причина их появления разная: Рист - от действия сторонних сил, Рпр - от действия электрических сил. Обе мощности Рист = I • E = I • Uab и Рпр = I • Uab
затрачиваются на перемещение зарядов по цепи, но не на нагрев, причем обе зависят от тока, а ток, в свою очередь, зависит от способности приемника сопротивляться прохождению тока через приемник.
Движение зарядов приводит к появлению тока в приемнике. Не будет приемника - не будет и тока, не будет и мощностей Рист и Рпр, точнее,
они будут равны нулю, однако разность потенциалов (напряжение) на источнике останется такой же (не зависит от наличия или отсутствия приемника). Другими словами, причина появления тока (и энергий или мощностей) - это наличие приемника с конечным сопротивлением R др . Только в этом случае в цепи появится ток
i=q (7)
как перемещение определенного количества зарядов [q] = Кл за единицу времени - секунду (поток зарядов) - под действием источника (причины). Важно отметить, что ток создается за счет энергии источника и в соответствии с законом Ома ограничивается сопротивлением цепи R пр (то есть
зависит от величины сопротивления R пр). Ошибочно полагают, что энергия электрических сил источника преобразуется в энергию приемника и выделяется в нем чаще всего в виде тепла (например, в электрических проводах). Очевидно, что здесь смешаны два понятия: причина и следствие, то есть нарушена причинно-следственная связь: не может следствие породить причину, вызвавшую следствие. Это аналогично тому, что на вопрос: почему на улице ветер? - отвечают: потому что ветви на деревьях качаются.
Попутно отметим здесь, что ток на входе R пр и выходе из него абсолютно точно одинаков (см. рис. 4) - это подтверждено многочисленными экспериментами. Но ток - это поток зарядов в единицу времени (см. формулу (7)). Проще всего в качестве эталона заряда использовать некото-
93
рое, хорошо известное всем заряженное тело, например, электрон: его заряд e = 1,6 • 10-19 Кл = const, а его масса me = 9,11 • 10 -31 кг = const. Принято считать, что ток - это поток электронов в единицу времени.
Итак, поскольку амперметры на входе в сопротивление и на выходе из него показывают один и тот же ток, следовательно, при прохождении зарядов через R пр они не изменяют своих параметров (характеристик) за
единицу времени, например, не изменяют заряда, массы, скорости, температуры и т.д. Какими заряды вошли в R пр, такими они и вышли из R пр .
Таким образом, энергия зарядов при протекании тока через любую нагрузку (внутреннюю или внешнюю) не изменяется. То есть заряды (ток) никакой работы в R пр (в нагрузке) не совершают и ток не поставляет энергию
(мощность) в сопротивление R пр (в любую нагрузку).
С другой стороны, современный (традиционный) баланс мощностей почему-то не учитывает энергию (мощность), требуемую на перемещение зарядов по электрической цепи (на создание тока). Из физики известно, что на перемещение (движение) зарядов тратится работа [2]
A дв = U • q (8)
или, иначе, на движение тока расходуется мощность
Рдв = Ар. (9)
Подставляя (9) в (8) и учитывая (7), получим
U • q
Рдв = и_Я = и • I. (10)
Заметим, что энергия (мощность), затрачиваемая на создание тока, по чистой случайности (по воле природы), оказалась точно такой же, как и энергия (мощность), выделяющаяся во всех приемниках (внутренних и
внешних) - Рпр = I • Rпр = U• I, и точно такой же, как и энергия (мощность) источника Рист = E • I = U • I.
Итак, баланс мощностей должен быть записан не в виде формулы (3), а так:
Рист = Рдв . (1 1)
Вся мощность источника расходуется только на движение зарядов по цепи или на создание тока цепи, который ограничен эквивалентным сопротивлением всех приемников цепи в соответствии с законом Ома.
Однако многочисленными экспериментами и теоретически установлено, что мощность на R пр не равна нулю и определяется формулой
(5). Тогда баланс мощностей должен принять следующий вид:
94
Рист Рдв + Рпр (12)
или, подставляя (5), (10) и (6) в (12), получим
U • I = U • I + U • I,
что явно противоречит закону сохранения энергии или надо признать, что энергия (мощность) Рпр появляется из окружающего эфира [3, 4]. При этом баланс мощностей, по всей видимости, должен быть записан так: рист = рдв ^ ток привлекает энергию эфира Р'эфира ^Рэфира = Рпр, (13)
причем ток является своеобразным катализатором (аналогично, как в химии) появления мощности (энергии) R пр .
Таким образом, аккумуляторная батарея не поставляет энергию в любые приемники (внутри батареи или внешние), энергия батареи тратится лишь на создание, продвижение электрического тока (проталкивания зарядов) через все сопротивления цепи или на преодоление сил сопротивления другой батареи, работающей в режиме приемника.
Список литературы
1. Савельев И.В. Курс общей физики. Электричество. Том II. 1970.
426 с.
2. Чумаков А.В., Илюшин В.С., Сурков В.В. Теоретические основы электротехники. Базовый конспект лекций. Тула: ТулГУ, 2000. 323 с.
3. Ацюковский В.А. Курс видеолекций "Эфиродинамическая картина мира" Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: https://www.youtube.com/ watch? v=pjU Jls7rTZ0&index=5&list=pLzS2 oPzwpqPLkTiivsh1uSVqfptNs DiZ (дата обращения: 20.06.2017).
4. Дайнеко В.И. Курс видеолекций "Лекции по основам эфиродина-мики" Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: https://www.youtube.com/ watch? v=0cKpgJCRnJk&list=PLzS2 oPzwpqPLkTiivsh1uSVqfptNsDiZ (дата обращения: 20.06.2017).
Шибякин Олег Алексеевич, студент, Yutiiop@,gmail.com,, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Антонов Максим Сергеевич, студент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Сурков Виктор Васильевич, д-р техн. наук, доц., проф., vvs150747@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
TO THE QUESTION ON BALANCE OF POWERS IN THE ELECTRICAL ENGINEER
AND CONTROL THEORY
O.A. Shibyakin, M.S. Antonov, V.V. Surkov 95
One of the important laws in the electrical engineer and control theory by the elec-trotechnical installations, based on law of conservation of energy - balance of powers is observed. It is shown that from the point of view of the physical phenomena, it not precisely presents process of transformation of power by the electric device.
Key words: energy, the energy source, the energy receiver, balance of power, the Joule-Lenz's law, electric field, a current, a charge.
Shibyakin Oleg Alekseevich, student, Yutiiop a gmail. com, Russia, Tula, Tula State University,
Antonov Maksim Sergeevich. student, Antonov. maksssayandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Surkov Victor Vasilevich, doctor of technical sciences, docent, professor, vvs150 747amail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 681.51
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПТИМАЛЬНОЙ ПО ТОЧНОСТИ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ С ВЕНТИЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
Нгуен Тиен Зунг, Чан Кхань, В.В.Сурков
Рассмотрена система с вентильным двигателем. Исследовано влияние возмущающего воздействия (момента нагрузки или тока нагрузки) на ошибку системы регулирования. Показано, что закон управления обеспечивает инвариантность системы к возмущающим воздействиям.
Ключевые слова: вентильный двигатель, оптимальная по точности.
Для определения качественных характеристик любой системы регулирования обычно используются следующие критерии качества.
К первой группе критериев относятся критерии, в той или иной степени использующие для оценки качества величину ошибки в различных типовых режимах. Эту группу называют критериями точности систем регулирования.
Ко второй группе относятся критерии, определяющие величину запаса устойчивости, т.е. критерии, устанавливающие, насколько далеко от границы устойчивости находится система регулирования.
Третья группа критериев качества определяет быстродействие систем регулирования. Под быстродействием понимают быстроту реагирования системы регулирования на появление задающих и возмущающих воздействий. Наиболее просто быстродействие может оцениваться по времени затухания переходного процесса системы.
96
