Pipe flow calculators

http://www.pipeflowcalculations.com/

Закон на Ом. Съпротивление, проводимост и единици за измерването им. Закон на Джаул-Ленц. Правило на Кирхов.

Закон на Ом. Съпротивление, проводимост и единици за измерването им. Закон на Джаул-Ленц. Правило на Кирхов.

Ом експериментално е установил, че силата на тока I, течащ по еднороден проводник, на който не действат странични сили, е пропорционална на напрежението в краищата му:

I=U/R,

където R-електрическо съпротивление, и неговата единица за измерване е ом. [].

Или съпротивлението е един ом, ако м/у краищата на проводника е приложено напрежение 1 волт, при протичането на ток 1 ампер. Съпротивлението на един елемент зависи от веществото, формата и размерите му. За еднороден проводник с дължина l и напречно сечение s:

R=l/s, където е специфично електрично съпротивление. За нееднороден с различно напречно сечение,

Единицата за измерване на специфичното съпротивление, е [/м]. Обратнопропорционалната величина на съпротивлението, се нарича проводимост и се бележи с G=1/R нейната единица за измерване е сименс.

Закона на Ом, може да се представи още и в диференциална форма така:

 където 1/=, се нарича специфична ел. Проводимост. Единицата за е сименс на метър.

Също друга важна характеристика на тока е неговата плътност, която се бележи с j=.Е, , което и уравнение, изразява закона на Ом в диференциален вид.

При протичане на постоянен ток по в неподвижен еднороден проводник работата на силите на електричното поле отиват изцяло за загряването на проводника. Или работата е равна на изменението на вътрешната енергия на проводника: Q=IUt след преобразувания чрез заместване от закона на Ом, получаваме: Q=I²Rt, което е и опитно установения закон на Джаул-Ленц. Той гласи, че при последователно свързани проводници, количеството топлина което се отделя от в тях е правопропорционално на съпротивленията им.

Първото правило на Кирхов, е в следствие от закона за запазване на заряда и гласи: Алгебричната сума на токовете в една възлова точка от веригата, е равна на 0. Точка в която се събират два или повече проводника, се нарича възлова точка. Прието е да се взимат със положителен знак токовете които влизат в нея, и с отрицателен излизащите. Ето закона на Кирхов написан и в математически вариант:

 където n-брой проводници, I_k - токовете в тях.

Вторият закон на Кирхов, гласи: Сумата от всички напрежения във веригата е равна на 0. Или още може да бъде казан така: Сумата от падовете на напрежения в контурите, е равен на ЕДН. Записано това изглежда така: 

ТРЕТИ ПРИНЦИП НА МЕХАНИКАТА

ТРЕТИ ПРИНЦИП НА МЕХАНИКАТА

  1. Действие и противодействие

На фигурата е показан плувец, който се оттласква с крака от стената на басейна и започва да плува навътре.

 

                                             

 По време на тласъка краката действат на стената със сила F_1.  Тя е приложена към стената и не може да задвижи плувеца. Както знаем, неподвижнети тела започват да се движат само под действие на сили, които са приложени върху тях самите, а не върху други тела. Движението на плувеца показва, че стената от своя страна му действа с друга сила F₂, насочена по посока на движението, т.е. навътре към басейна. Ще наречем силата F₁ – сила на действие, а F₂ – сила на противодействие. Двете сили имат противоположни посоки и са приложени към различни тела. Сили на действие и противодействие възникват и когато забиваме гвоздей с чук.

 

                                                               

При удара чукът действа със сила F₁, която го забива в дъската. От своя страна гвоздеят противодейства на чука със сила F₂, която е приложена към чука и променя неговата скорост: след удара тя става нула.

В разгледаните два примера силите на действие и противодействие довеждат до изменения в движението на телата. В други случаи е възможно те да предизвикат само деформация ако дръпнем в противоположни посоки два закачени един към друг силомера, пружините им ще се разтегнат.

                                                                                               

По скалите на силомерите виждаме, че те измерват равни по големина сили. Следователно силата F₁, с която първият силомер действа на втория, е равна по големина на силата F₂, с която вторият силомер противодейства на първия. Двете сили имат противоположни посоки.

  2.Трети принцип на механиката

Разгледаните примери, както и много други опити и наблюдения, ни обеждават, че при взаимодействието на две тела винаги възникват две сили: сила на действие и сила на противодействие. Като обобщава резултатите от многобройните опити и наблюдения, Нютон формулира третия принцип на механиката:

Ако едно тяло действа на друго тяло със сила, то винаги второто тяло противодейства на първото с равна по – големина и противоположна по посока сила.

Ние знаем, че две равни по  големина и противоположни по посока сили се уравновесяват. Например Архимедовата сила F_A  уравновесява силата на тежестта G и бучката лед плава в чашата с вода. Две сили могат да се уравновесяват само ако са приложени към едно и също тяло,  какъвто е слаучая с леда. Силата на действие е силата на противодействие винаги са приложени към различни тела, поради което не се уравновесяват. Всяка от тях предизвиква деформация или променя движението единствено на тялото към което е приложена. Не е възможно действие без противодействие.

  3. Взаимодействие на тяло и опора

На всички тела, които са в близост до земната повърхност, действа силата на тежастта G = mg, където m - масата на тялото, а g – земното ускорение. Когато тялото се намира в покой върху хоризонтална опора, то действа на опората със сила на натиск Р, наречена тегло на тялото.

  

                                                

С помощта на третия принцип на механиката ще докажем, че теглото е равно по големина на силата на тежестта. Ще разгледаме взаимодействието на тялото с опората. След като тялото действа на опората със силата на своето тегло Р, съгласно с третия принцип на механиката опората противодейства на тялото с равна по големина и противоположна по посока сила N = P. Силата N се нарича сила на реакция на опората. Тя е насочена вертикално нагоре и е приложена към тялото. Следователно на тялото действат две сили с противоположни посоки: силата на тежестта G и силата на реакция на опората N. Тъй като тялото е в покой, можем да направим извода, че двете сили взаимно се уравновесяват: N = G от горните две равенства следва, че P = G, т.е теглото е равно по големина на силата на тежестта. Двете сили имат и еднакви посоки: силата на тежестта е приложена към тялото, а теглото – върху опората.

  4. Реактино движение

 С помощта на третия принцип на механиката се обяснявя действието реактивните двигатели на ракетите и съвременните самолети. При изгарянето на горивото се получават газове. Ракета действа на газовете с голяма сила F и ги изхвърля навън през соплото си.

 

                                                 

Съгласно с третия принцип на механиката газовете противодействат на ракетата с равна по големина и противоположна по посока сила F_R, която движи ракетат с ускорение. Такова движение се нарича реактивно, а силата F_R, която го поражда – реактивна сила. Благодарение на реактивната сила космическите кораби извършват маневри в безвъздушното простронство. Посоката на реактивната сила е противоположна на посоката, в която изтичат газовете. Чрез соплото посоката на движение на газовете може да се изменя, което веднага променя посоката на реактивната сила и дава възможност да се управлява корабът.

Mexican Beef and Tortillas

ingredients

• 8 6-inch corn tortillas
• 1 17-oz. pkg. refrigerated beef pot roast with juices
• 1 14-1/2-oz. can diced tomatoes with green chilies
• 1 green sweet pepper, cut into strips
• 1 lime, cut into wedges
• Dairy sour cream (optional)
• Fresh cilantro sprigs (optional)

directions

1. Wrap tortillas in microwave-safe paper towels. Microwave on 100 percent power (high) 45 to 60 seconds or until warm. Cover; set aside.
2. Microwave beef according to package directions. Meanwhile, place undrained tomatoes in small saucepan; heat through.
3. Remove meat, reserving juices. Cut in slices. Serve on warmed tortillas with tomatoes and green pepper strips. Pass lime wedges, sour cream, and cilantro. Drizzle reserved juices.

Curried Beef and Rice

ingredients

• 1-1/2 cups water
• 1 large onion, chopped (1 cup)
• 1 medium carrot, chopped
• 1 tablespoon instant beef bouillon granules
• 2 to 3 teaspoons curry powder
• 1 clove garlic, minced
• 3/4 cup regular brown rice
• 1-1/2 cups cubed cooked beef (8 ounces)
• 1 cup frozen peas
• 1 medium tomato, chopped

directions

1. In a 2-quart saucepan stir together the water, onion, carrot, bouillon granules, curry powder, and garlic. Heat to boiling, then stir in rice. Cover and simmer for 30 minutes.
2. Stir beef, peas, and tomato into rice mixture. Cover and simmer about 10 minutes more or until rice and peas are tender. Makes 4 servings.

Easy Pot Roast

ingredients

• 1 17-ounce heat-and-serve beef pot roast
• 2 tablespoons minced shallots
• 1 tablespoon margarine or butter
• 2 tablespoons tarragon vinegar
• 2 cups fresh, pitted fruit cut into wedges, such as peaches, green plums, and red plums
• Hot cooked spaetzle (optional)
• 1 teaspoon snipped fresh tarragon

directions

1. Remove meat from package, reserving juices. In a large skillet cook shallots in hot margarine or butter over medium heat for 1 minute. Add pot roast; reduce heat. Cover and simmer about 10 minutes or until pot roast is heated through.
2. In a small bowl stir together reserved meat juices and tarragon vinegar. Pour over meat. Toss fruit over top. Cover; heat for 2 minutes more. If desired, serve with cooked spaetzle. Top with snipped tarragon. Makes 4 servings.

Salsa Swiss Steak

ingredients

• 2 pounds boneless beef top round steak, cut 1 inch thick
• 1 to 2 large red and/or green sweet peppers, seeded and cut into bite-size strips
• 1 medium onion, sliced
• 1 10.75-ounce can condensed cream of mushroom soup
• 1 cup bottled salsa
• 2 tablespoons all-purpose flour
• 1 teaspoon dry mustard
• Cornbread or Mashed Potatoes (optional)

directions

1. Trim fat from steak. Cut steak into 6 serving-size pieces. In a 3-1/2- or 4-quart slow cooker, place steak, sweet pepper, and onion. In a medium bowl, stir together soup, salsa, flour, and mustard. Pour over steak and vegetables in slow cooker.
2. Cover and cook on low-heat setting for 9 to 10 hours or on high-heat setting for 4-1/2 to 5 hours. If desired, serve with cornbread, or mashed potatoes. Makes 6 servings.