DOI: https://doi.org/10.15407/techned2018.03.020

УДК 537.8

К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОНЯТИЯ "ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ"В ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ

Авторы
А.Д. Подольцев*, докт.техн.наук, А.И. Глухенький**, канд.техн.наук
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев, 03057, Украина,
е-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it ; This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it
* ORCID ID : http://orcid.org/0000-0002-9029-9397
** ORCID ID : http://orcid.org/0000-0001-5053-5677

В работе рассматривается понятие электрического напряжения, которое в теории электрических цепей определено как разность электрических потенциалов, а в теории электромагнитного поля имеет различные определения. Показано, что понятие напряжения в обеих теориях и измеряемое на практике напряжение будут согласованы, если в теории поля определить напряжение как линейный интеграл от потенциальной составляющей напряженности электрического поля E _пот= - ∇φ. Отмечено, что в выражении для напряженности электрического поля E = - ∇φ - ∂A/∂t первый член в правой части представляет потенциальную составляющую Е_пот, определяющую величину напряжения только при выборе калибровки Кулона для векторного магнитного потенциала – ∇•A=0. При этом значения векторного магнитного и скалярного электрического потенциалов при соответствующих граничных условиях определяются однозначно. При выборе другой калибровки для А необходимо выполнить дополнительные, указанные в статье преобразования для определения Е_пот и только затем вычислить напряжение. Рассмотрены особенности измерения напряжения в цепи переменного тока, когда измерительные провода вольтметра находятся в переменном магнитном поле. Библ. 21, рис. 3.

Ключевые слова: потенциальное и вихревое электрические поля, электрические цепи, электромагнитное поле, электрический и магнитный потенциалы, электрическое напряжение, калибровка Кулона.

Поступила                                16.11.2016
Окончательный вариант     22.01.2017
Подписано в печать             13.04.2018

УДК 537.8

ДО ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТТЯ «ЕЛЕКТРИЧНА НАПРУГА» В ТЕОРЕТИЧНІЙ ЕЛЕКТРОТЕХНІЦІ

Автори
О.Д. Подольцев, докт.техн.наук, О.І. Глухенький, канд.техн.наук
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна,
е-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it ; This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it

В роботі розглядається поняття електричної напруги, яке в теорії електричних кіл визначається як різниця електричних потенціалів, а в теорії електромагнітного поля має різні визначення. Показано, що поняття напруги в обох теоріях та напруга, що вимірюється на практиці, будуть узгоджені, якщо напругу визначати як лінійний інтеграл від потенційної складової напруженості електричного поля E _пот= - ∇φ. Відзначено, що тільки при виборі калібрування Кулона для векторного магнітного потенціалу – ∇•A=0 перший член справа у відомому виразі для напруженості електричного поля E = - ∇φ - ∂A/∂t є її потенційною складовою. При цьому значення векторного магнітного та скалярного електричного потенціалів при відповідних граничних умовах визначені однозначно. При виборі іншого калібрування для А необхідно виконати додаткові перетворення для визначення Е_пот та величини напруги. З використанням такого узгодженого поняття напруги розглянуті особливості вимірювання електричної напруги в колі змінного струму, коли вимірювальні дроти вольтметра знаходяться у змінному магнітному полі. Бібл. 21, рис. 3.

Ключові слова: потенційне і вихрове електричні поля, електричні кола, електромагнітне поле, електричний та магнітний потенціали, електрична напруга, калібрування Кулона.

Надійшла                         16.11.2016
Остаточний варіант       22.01.2018
Підписано до друку       13.04.2018

Література

1. Глухенький О.І. Теорія та розрахункова практика в квазістаціонарному електромагнітному полі (Назад до Максвела). Праці Ін-ту електродинаміки НАН України. Київ, 2008. Вип. 20. С. 89-90.
2. Глухенький А.И., Гориславец Ю.М. Скалярный электрический и векторный магнитный потенциалы в теории электромагнитного поля. Технічна електродинаміка. 2012. № 2. С. 7-8.
3. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. Т.1. С-П.: Питер, 2004. 462 с.
4. Немков В.С., Демидович В.Б. Теория и расчет устройств индукционного нагрева. Л.: Энергоатомиздат, 1988. 280 с.
5. Подольцев А.Д., Кучерявая И.Н. Мультифизическое моделирование в электротехнике. К.: Институт электродинамики НАН Украины, 2015. 305 с.
6. Поливанов К.М. К 100-летию “Трактата об электричестве и магнетизме” Дж.К. Максвелла. Электричество. 1974. № 1-3.
7. Сотников В.В. Физическая сущность стационарного электрического поля и терминологическое определение связанных с ним величин. Технічна електродинаміка. 2017. № 3. С. 22-28.
8. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Физматлит, 2003. 616 с.
9. Шидловский А.К., Гориславец Ю.М., Глухенький А.И. Электромагнитные системы для дозирования жидких металлов. К.: Институт электродинамики НАН Украины, 2011. 208 с.
10. Chua L.O., Desoer C.O., Kuh E.S. Linear and Nonlinear Circuits. McGraw-Hill Book Company, 1987. 839 p.
11. International standard IEC 60050 International Electrotechnical Vocabulary, Part 121, 131. URL: http://www.electropedia.org/ (дата звернення 10.01.2018)
12. Дуков В.М. Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики). М.: Высшая школа, 1975. 248 с.
13. Максвелл Дж. К. Трактат об электричестве и магнетизме. Т.II. М.: Наука, 1989. 431 с.
14. Купфмюллер К. Основы теоретической электротехники. М.: Госэнергоиздат, 1960, 464 с.
15. ГОСТ Р 52002-2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий. М., Госстандарт России, 2003. 31 с.
16. ДСТУ 2843-94 Електротехніка. Основні поняття. Терміни та визначення. Київ, ДП «УкрНДНЦ», 1995. 36 с.
17. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа, 1989. 608 с.
18. Рамо С., Уиннери Дж. Поля и волны в современной радиотехнике. М.: ОГИЗ, 1948. 631 с.
19. Kron G. Electric circuit models of partial differential equations. Electrical Engineering. 1948. Vol. 67. Is. 7. P. 672-684.
20. Борисов А.И., Тарапов И.Е. Векторный анализ и начала тензорного исчисления. Х.: Вища школа, 1978. 216 с.
21. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей. М.: Энергоатомиздат, 1989. 528 с.

PDF