ELTE, I.Fizika BSc, 2006/2007 II.félév

 

Elektromágnesség

7. (2007. III. 28- IV.11)

 

Energiaellátás:

Erőművek:

Hőerőmű (foszilis tüzelő anyag):

                            Szén                            gőzturbina (35%)

                                   Olaj (földgáz)               gőzturbina,       gőz-gáz, vegyes v.

                                                                       gázturbina        kombinált ciklusú

                                                                                              erőmű (80%)

                                   Atom                           gőzturbina

(Vizet melegít és az elforralt gőz turbinát forgat).

Vízierőmű:

                   Sok víz -          kis sebesség (kis esés, hömpölygés)

                                               Duna , Tisza, Nílus,…

 

                        Kevés víz -      nagy sebesség (nagy esés, rohanó patak)

                                   Az Alpokban sok (víz-) tárolós erőmű van.

                                   (A termelés egyenletes, a fogyasztás csúcsszerű.)

 

               Szélerőmű


                        Naperőmű             Kezdeti stádiumban

 

               Geotermikus erőmű (Izland)

               Árapály erőmű      (Hullám erőmű, sókoncentrációs erőmű).

 

Környezetvédelem:

         Szén, olaj    szennyezés, környezet (bánya, hűtővíz)

                        Vízi             elrontja a vízháztartást

                               Szél             tájkép, madarak

Atom          -hűtővíz egyensúlya

                       -hiba esetén /láthatatlan/sugárzás

               

Transzformátor

   (3 fázisú)

F1 + F2 + F3 =0 (?)

 

Távvezeték

         Nagy feszültség (lépés feszültség) (max.: 500 000 V)

         Váltakozó áram-egyenáram

         Veszteségek

 

Fogyasztók

         3 fázisú                Egyenletes terhelés: időben és fázisban

         1 fázisú


Mágneses tér energiája:

 ;

Feltöltünk egy tekercset:

 

W = Eenerg. = ò U I dt = ò  dt = ½ = ½

Eenerg. =  ½ = ½= ½      ;  fluxus

H = NI / l ;  F = B A N

 

Eenerg. = ½F I= ½ (B A N) (Hl/N) = ½ (B H) (A l) = ½ (HB) V

 

                            Eenergmágneses = ½ òòò B H dV

 

                   wm = ½ B H         energiasűrűség;       W = òòò w dV

 

wm = ½ B H = ½ B2/m == ½ m H2

 

wel.mág. = ½ (E D + B H)

 


Elektromágnese sugárzás, eltolási áram

1.)    Hertz kisérlete (történelem):

 

 

Mitől megy olyan messzire a tér?

 

Rádió, TV, csillagos ég,…

 

(A szikra esetén recseg a rádió)

A szikra keletkezésekor záródik a (megszakított) rezgőkör és gyorsan oszcilláló E tér keletkezik (generátor nélkül is a nyílt rezgőkörben).

 


 

2.) Probléma a töltésmegmaradással:

a)     Kondenzátor feltöltése

A lemezek között:

 ;

 

b) A kontinuitási egyenlet:

 

òò j dA + òòò (r /t ) dV = 0;

 

ellentmondás!

 

új j -H öszzefüggés kell

 

(Az így definiált H vonalintegrál -már egy kondenzátor feltöltésekor is- összhangban van a kontinuitási egyenlettel, azaz = 0).

     

3.) A Maxwell egyenletek (integrálisan):

Szövegdoboz:  Szövegdoboz:

 

 

Szövegdoboz:  Szövegdoboz:

 

 

 

 

A Maxwell egyenletek (differenciálisan):

 

Szövegdoboz:  Szövegdoboz:

 

 

Szövegdoboz:  Szövegdoboz:

 

 

 

 

D és H : E és B függvénye

D = e E ; B = m H

 

Szövegdoboz:

 


 

4.) Az egyenlet jelentése

 

 

 

 

 

 

 

5.) Az elektromágneses tér mint anyag.

       Végtelen anyagi pont (sűrűségi jellemzés):

 

energia:                      E = òòò ½(E D + B H) dV = òòò w dV

 

impulzus:                    P = òòò (B ´ D) dV                 = òòò p dV

 

impulzusmomentum:   N = òòò (r ´ p) dV         = òòò n dV

 

  a Newton egyenlet