формула напряжения тока. Как найти и вычислить электрическое напряжение? — OneKu

Содержание статьи:

• Единицы измерения в формуле
• Как работает закон в реальной жизни
• Пример с обычной водой
• По какой формуле определяется напряжение
• Различные используемые величины
• Как найти напряжение, формула. Потенциал электрического поля
• Определение через разложение электрического поля
• Еще один способ
• Гидравлическая аналогия
• Измерительные приборы
• Типичные напряжения
• Потенциал Гальвани

Формула напряжения в физике — это представление электрической потенциальной энергии на единицу заряда. Если ток был размещен в определенном месте, напряжение указывает на ее потенциальную энергию в этой точке. Другими словами, это измерение силы, содержащейся в электрическом поле или цепи в данной точке. Он равен работе, которую нужно было бы выполнить за единицу заряда против электрического поля, чтобы переместить его из одной точки в другую.

Напряжение является скалярной величиной, у него нет направления. Закон Ома гласит, что интенсивность равна текущему временному сопротивлению.

Единицы измерения в формуле

Вам будет интересно:Антиклиналь + синклиналь – это складчатые горы

В формуле, определяющей напряжение, значением СИ является вольт. Таким образом, что 1В = 1 джоуль/кулон. Вольт назван в честь итальянского физика Алессандро Вольта, который изобрел химическую батарею.

Это означает, что в формуле напряжения в физике один кулон заряда получит один джоуль потенциальной энергии, когда он будет перемещен между двумя точками, где разность электрических потенциалов составляет один вольт. При напряжении 12, один кулон заряда получит 12 джоулей потенциальной энергии.

Вам будет интересно:Ликвидация гетманства на Украине: история и интересные факты

Батарея на шесть вольт имеет потенциал для одного кулона заряда, чтобы получить шесть джоулей потенциальной энергии между двумя местоположениями. Батарея на девять вольт имеет потенциал для одного кулона заряда, чтобы получить девять джоулей потенциальной энергии.

Как работает закон в реальной жизни

Формулу напряжения в физике иногда очень сложно понять. Более конкретным примером из реальной жизни является резервуар для воды со шлангом, идущим снизу. Жидкость представляет собой накопленный заряд. Требуется работа, чтобы наполнить бак водой. Это создает запас жидкости. Как разделение заряда в батарее. Чем больше ее в резервуаре, тем сильнее давление — и вода может выходить через шланг с большей энергией. Если бы в аквариуме было меньше жидкости, она вышла бы с минимальным количеством интенсивности.

Пример с обычной водой

Этот потенциал давления эквивалентен напряжению. Чем больше воды в баке, тем сильнее воздействие. Чем мощнее заряд хранится в батарее, тем выше напряжение.

Вам будет интересно:Что такое щелочь, в какие реакции вступают самые известные из них

Когда открываешь шланг, течет поток воды. Давление в резервуаре определяет, насколько быстро он вытекает. Электрический ток измеряется в амперах. Чем больше вольт, тем сильнее А тока. Значит, чем сильнее давление воды, тем быстрее она вытечет из бака.

Тем не менее ток также зависит от сопротивления. В случае шланга — это его ширина. Широкая труба позволяет пропускать больше воды за меньшее время, а узкая — противостоит потоку жидкости. С электрическим током также может быть сопротивление, измеренное в Омах.

По какой формуле определяется напряжение

Закон Ома гласит, что U равно текущему временному сопротивлению.

V=I*R

Если это 12-вольтовая батарея, то ее значение составляет два Ом, а ток составит шесть ампер. Если сопротивление было одним Ом, ток был бы 12 ампер.

Формула напряжения в физике гласит, что интенсивность, разница электрического потенциала и давления — это различие между двумя точками. Отличие в данном случае между двумя объектами (т. е. их напряжением) в статическом электрическом поле определяется как работа, необходимая на единицу заряда для перемещения испытательного резерва между точками. В Международной системе единиц полученный блок называется напряжением.

Различные используемые величины

В СИ работа выражается в джоулях на кулон, где 1 вольт = 1 джоуль за 1 кулон. Официальное определение СИ для вольта использует мощность и ток, где 1 вольт = 1 ватт (мощности) на 1 ампер (тока). Это определение эквивалентно более часто используемому «джоулю на кулон». Напряжение или разность электрических потенциалов обозначается символически DV, но чаще просто как V, например, в контексте Ома или Правилах Кирхгофа.

Различия электрического потенциала между точками могут быть вызваны зарядом, током через магнитное поле или некоторой комбинацией этих трех составляющих.

Вольтметр может быть использован для измерения напряжения (или разности потенциалов) между двумя точками в системе; часто в качестве одного объекта используется общий опорный потенциал, такой как заземление системы. Напряжение может представлять собой либо источник энергии (электродвижущая сила) либо потерянную, использованную или накопленную (падение потенциала) энергию.

Существует несколько полезных способов узнать какая формула напряжения в конкретном случае необходима.

Грубо говоря, сила определяется так, что отрицательно заряженные объекты притягиваются к более высоким напряжениям, а положительно — к более низким. Поэтому обычный ток в проводе или резисторе всегда течет от меньшего к большему.

Вам будет интересно:Где находится Рейкьявик: страна, координаты, описание

Исторически формула закона напряжения упоминалась с использованием такого термина, как давление. Даже сегодня «натяжение» все еще применяется в таком контексте, например, в термине «высокое напряжение», которое обычно употребляется в электронике на основе термоэлектронных клапанов (вакуумных трубок).

Как найти напряжение, формула. Потенциал электрического поля

Увеличение напряжения с некоторой точки xA в какой-то момент xB дан кем-то.

В этой формуле для вычисления напряжения увеличение от точки A до B равно работе, которую нужно было бы выполнить за единицу заряда, против электрического поля, чтобы переместить частицу с A на B, не вызывая какого-либо ускорения. Математически это выражается как криволинейный интеграл от электрического поля вдоль этого пути. Согласно данному определению, разность напряжений между двумя точками не формируется однозначно, когда существуют изменяющиеся во времени магнитные поля, поскольку электрическая сила не является консервативной в таких случаях.

Если используется это определение напряжения, любая цепь, в которой существуют изменяющиеся во времени магнитные поля, например, ряды, содержащие индукторы, не будет иметь четко определенного напряжения между узлами в цепи. Однако если магнитные поля надлежащим образом содержатся в каждом компоненте, то электрическое является консервативным во внешней области, и составляющие хорошо определены в ней. В этом случае напряжение на индукторе, если смотреть со стороны, оказывается.

Несмотря на то, что внутреннее электрическое поле в катушке равно нулю (при условии, что это идеальный проводник). Существует еще несколько способов, чтобы узнать, какая формула напряжения необходима в конкретном случае.

Определение через разложение электрического поля

Используя приведенное выше понятие, потенциал не находится на одном месте, когда магнитные поля меняются со временем. В физике иногда полезно обобщать электрическое значение, рассматривая только консервативную часть поля. Это делается с помощью следующего разложения, используемого в электродинамике.

В показанной выше формуле Е — индуцированный — вращательное электрическое поле, обусловленное изменяющимися во времени магнитными фонами. В этом случае сила между точками всегда определяется однозначно.

Еще один способ

Разберем формулу механического напряжения в физике, теории цепей.

В схемотехническом анализе и электротехнике сила на катушке индуктивности не считается нулевым или неопределенным, как предполагает стандартное определение. Это связано с тем, что инженеры-электрики используют модель с сосредоточенными элементами для представления и анализа цепей.

При этом предполагается, что в области окружающего ряда нет магнитных полей, и их влияние содержится в «сосредоточенных элементах», которые являются идеализированными и автономными составляющими схемы, используемыми для моделирования физических компонентов. Если предположение о незначительных утечках полей является слишком неточным, их эффекты могут быть смоделированы паразитными компонентами.

Однако в случае физического индуктора идеальное представление с сосредоточенными параметрами часто является точным. Это связано с тем, что поля утечки в индуктивности, как правило, незначительны, особенно если заряд представляет собой тороид. Если протекшие поля небольшие, можно найти, что является независимым от пути, и на клеммах индуктора имеется четко определенное напряжение. Это причина того, что измерения с помощью вольтметра на катушке часто в достаточной степени не зависят от расположения измерительных проводов.

Гидравлическая аналогия

Простая параллель для электрического контура в формуле изменения напряжения — вода, протекающая по замкнутому трубопроводу, приводимая в действие механическим насосом. Это можно назвать «водным контуром». Разность потенциалов между двумя точками соответствует отличием давлений между ними. Если насос создает перепад напора, то вода, текущая из одной колбы в другую, сможет выполнять работу, например, приводить турбину в движение. Точно так же работа может выполняться электрическим током, управляемым разностью потенциалов, обеспечиваемой батареей. Например, напряжение, которое достаточно заряжено автомобильным аккумулятором, может «проталкивать» большой ток через обмотки стартерного двигателя. Если насос не работает, он не создает разности давлений, и турбина не вращается. Аналогично если аккумуляторная батарея машины очень слаба или разряжена, то она не будет вращать стартер.

Гидравлическая аналогия является полезным способом понимания многих электрических концепций. В такой системе напряжение вычисляется по формуле давления, умноженного на объем перемещаемого заряда. В электрической цепи работа, выполняемая для передвижения частиц или других носителей, равна «электрическому давлению», умноженному на количество перемещенных электрочастиц. Чем больше перепад давления между двумя точками в отношении потока (разность потенциалов или перепад давления воды), тем больше расстояние между ними (электрический ток или поток воды).

Измерительные приборы

Инструментарий для определения напряжения включает в себя вольтметр, потенциометр и осциллограф. Первый работает путем измерения тока через фиксированный резистор, который, согласно закону Ома, пропорционален напряжению. Потенциометр работает путем балансировки неизвестного напряжения с известным в мостовой цепи. Катодно-лучевой осциллограф вычисляет, усиливая U и используя его для отклонения электронного луча от прямой траектории.

Типичные напряжения

Общий поток для батарей фонарика составляет 1,5 V. А совместное напряжение для автомобильных аккумуляторов — 12 вольт.

Общая сила, поставляемая большими энергокомпаниями потребителю, составляет от 110 до 120 вольт и от 220 до 240 вольт. Напряжения в передаче энергии, используемые для распределения всего тока от электростанций, может быть в несколько сотен раз больше, чем любые потребительские напряжения, как правило, от 110 до 1200 кВ (переменного тока).

Сила, которая используется в воздушных линиях для питания всех железнодорожных локомотивов, составляет от 12 кВ до 50 кВ (переменного тока) или от 1,5 кВ до 3 кВ (постоянного тока).

Потенциал Гальвани

Внутри проводящего материала на энергию электрона влияют не только средние возможности, но и конкретная тепловая и атомная среда, в которой он находится. Когда вольтметр подключен между двумя различными типами металла, он не измеряет разность электростатического потенциала.

Величина, измеренная с помощью вольтметра, является отрицательной и обычно называется разностью напряжений. В то время как чистая нескорректированная электростатическая возможность (неизмеряемая с помощью вольтметра) иногда называется Гальванической. Термины «напряжение» и «электрический потенциал» неоднозначны в том смысле, что на практике они могут относиться к любому из них в различных контекстах.

Задачи на нахождение силы тока в цепи, напряжения. Как решать задачи на закон Ома.

25.03.202129.03.2021

Задачи на силу тока в основном касаются определения силы тока, напряжения и сопротивления. В данном разделе Вы найдете формулы для решения задач. Мы разберем решение типичных элементарных задач, используя закон Ома.

Содержание:

• 1 Задача 1. Сила тока
• 2 Задача 2. Напряжение в цепи
• 3 Задача 3. Закон Ома сила тока
• 4 Задача 4. Закон Ома напряжение
• 5 Задача 5. Сопротивление по закону Ома

Задача 1. Сила тока

Через нить накаливания лампочки от карманного фонарика за 2 мин проходит электрический заряд, равный 30 Кл. Определите силу тока в этой лампочке.

Дано:	CИ	Решение
q = 30 Кл		Сила тока I определяется по формуле
t = 2 мин	120 с	I= q/t
I — ?		I = 30Кл/120с = 0,25А = 250м А

Сила тока. Решение задач

Ответ: I = 250 мА

Задача 2. Напряжение в цепи

Электродвигатель включен в электрическую цепь с напряжением 24В. Определите заряд, прошедший через электродвигатель, если при этом была  совершена работа, равная 84 кДж

Дано:	CИ	Решение
U = 24 В		Напряжение на электродвигателе определяется по формуле
А = 84 кДж	84000  Дж	U=A/q q= A/U
q — ?		Q = 84000 Дж/24 В = 3500 Кл

Напряжение в цепи. Решение задач

Ответ: q = 3500 Кл

Задача 3. Закон Ома сила тока

Определите силу тока в кипятильнике, включенном в сеть с напряжением 220 В, если сопротивление спирали составляет 55 Ом.

Дано:	CИ	Решение
U = 220 В		Силу тока в кипятильнике можно определить, воспользовавшись законом Ома
R = 55 Ом		І=U/R
І — ?		І = 220 B/55 Ом = 4 А

Сила тока по закону Ома. Решение задач

Ответ: І = 4 А

Задача 4. Закон Ома напряжение

Какое напряжение нужно приложить к концам проводника сопротивлением 5 Ом, тобі по проводнику пошел ток с силой тока, равной 300 мА

Дано:	CИ	Решение
R = 5 Ом		Необходимое напряжение можно определить, воспользовавшись законом Ома
І = 300 мА	0.3 A	І=U/R U = IR
U — ?		U = 0,3 А * 5 Ом = 1,5 В

Напряжение в сети. Закон Ома

Ответ: U = 1.5 B

Задача 5. Сопротивление по закону Ома

Определите cопротивление резистора, если за время 10 мин через него проходит заряд 200 Кл. Напряжение на концах резистора равно 6 В.

Дано:	CИ	Решение
t = 10 мин q = 200 Кл U = 6 В	600 с	Сопротивление резистора можно определить, воспользовавшись законом Ома
		І=U/R R=U/I Поскольку значение силы тока I  не задано по условию задачи, его можно определить по формуле I=q/t Подставив формулу силы тока в формулу сопротивления, получим R=Ut/q
R — ?		R = 6 В *600с/200 Кл = 18 Ом

Сопротивление по закону Ома

Ответ: R = 18 Ом

Калькулятор напряжения

Создано Bogna Szyk

Отзыв Стивена Вудинга

Последнее обновление: 13 февраля 2023 г. расчетов

Модуль упругости единиц

Часто задаваемые вопросы

Этот калькулятор напряжения поможет вам решить задачи в механике, связанные с напряжением, деформацией и модулем Юнга. За несколько простых шагов вы узнаете зависимость между напряжением и деформацией для любого материала, который остается эластичным. Мы также научим вас, как рассчитать деформацию и как применять уравнение напряжения.

🔎 Этот калькулятор рассчитан на осевое напряжение. Если вы изучаете поперечный сдвиг, вам следует воспользоваться нашим калькулятором напряжения сдвига.

Как рассчитать деформацию и напряжение

Деформация определяется как мера деформации – пропорция между изменением длины и исходной длиной объекта. Например, если взять резинку и растянуть ее так, чтобы она стала в два раза длиннее первоначальной, то деформация будет равна 1 (100%).

Формула деформации:

ε=ΔLL1=L2−L1L1\varepsilon = \frac{\Delta L}{L_1} = \frac{L_2 — L_1}{L_1}ε=L1​ΔL​=L1​L2​−L1​

L₁ обозначает начальную длину, L₂ – конечную длину, а ΔL – изменение длины. Обратите внимание, что деформация безразмерна.

Напряжение, с другой стороны, является мерой давления, которое частицы материала оказывают друг на друга. Она определяется как сила, действующая на объект на единицу площади. Однако это отличается от давления; при расчете напряжения рассматриваемая площадь должна быть настолько малой, чтобы анализируемые частицы считались однородными. Если принять во внимание большую площадь, расчетное напряжение обычно является средним значением.

Уравнение напряжения:

σ=FA\sigma = \frac{F}{A}σ=AF​

F обозначает силу, действующую на тело, а A обозначает площадь. Единицы напряжения такие же, как и единицы давления – паскали (обозначение: Па) или ньютоны на квадратный метр.

Положительное напряжение означает, что объект находится в состоянии растяжения – «хочет» удлиниться (Калькулятор удлинения). Отрицательное напряжение означает, что находится в сжатии и «хочет» стать короче.

Вы знаете?
Деформация бывает двух видов — инженерная и истинная. Узнайте больше в нашем калькуляторе истинной деформации

Модуль Юнга (напряжение в зависимости от деформации)

Если материал линейно упругий , тогда напряжение и деформация напрямую связаны следующей формулой:

E=σεE = \frac{ \sigma}{\varepsilon}E=εσ​

E — модуль упругости или модуль Юнга . Это материальная константа, разная для каждого вещества.

Что такое линейно-упругое поведение материала? Если мы прикладываем напряжение к материалу, деформация увеличивается пропорционально. Это может быть верно только для некоторого диапазона напряжений — после достижения определенного значения материал может сломаться или поддаться. Уступчивость – это увеличение деформации в постоянно напряженном состоянии.

Пример расчета

Предположим, мы хотим найти модуль Юнга стали. Для этого мы подготовили стальной стержень, который тянули с большим усилием.

1. Решаем, что сила, приложенная для вытягивания стержня, будет равна 30 кН ( 30×10³ Н ).

2. Определяем размеры штанги. Предположим, длина 2 м (2000 мм), а площадь поперечного сечения 1 см² ( 1×10⁻⁴ м² ).

3. Мы заметили, что стержень удлинился на 3 мм.

4. Рассчитываем деформацию стержня по формуле:

   ε = ΔL/L₁ = 3/2000 = 0,0015 .

5. Рассчитываем напряжение по формуле напряжения:

   σ = F/A = 30×10³ / (1×10⁻⁴) = 300×10⁶ = 300 МПа .

6. Наконец, мы делим напряжение на деформацию, чтобы найти модуль Юнга стали:

   E = σ/ε = 300×10⁶ / 0,0015 = 200×10⁹ = 200 ГПа .

Единицы модуля упругости

Единицы модуля Юнга такие же, как единицы давления и напряжения: паскали или ньютоны на квадратный метр. В единицах СИ,

1 Па = 1 Н / 1 м² = 1 кг·м / с² / м² = 1 кг / (м·с²)

Если вас интересует механика, воспользуйтесь также калькулятором крутящего момента. Или изучите калькулятор круга Мора, чтобы понять различные типы напряжений.

Часто задаваемые вопросы

Что означает высокий модуль Юнга?

Чем выше модуль упругости или модуль Юнга, тем жестче материал. Это означает, что он может выдерживать большее количество нагрузок.

Какой тип напряжения действует на конкретное поперечное сечение стойки из-за сегмента над ней?

Напряжение на поперечном сечении стойки отрицательное или сжимающее напряжение из-за веса сегмента над указанным поперечным сечением.

Как оценить напряжение в определенном поперечном сечении стойки?

Чтобы оценить напряжение в определенном поперечном сечении стойки:

1. Найдите вес сегмента над ней.
2. Подставить значение веса вместо силы в формулу для напряжения, σ = F/A , где F — сила, а A — площадь поперечного сечения.
3. Ура! Вы только что узнали напряжение, действующее на поперечное сечение!

В чем разница между текучестью и пределом прочности при растяжении?

Предел текучести твердого материала равен максимальному растягивающему напряжению, которое он может выдержать до того, как произойдет остаточная деформация. Предел прочности равен максимальному напряжению, которое он может выдержать до разрушения .

Богна Шик

Район (А)

Сила (F)

Напряжение (σ)

Расчеты деформации

Начальная длина (L₁)

Конечная длина (L₂)

Изменение длины (ΔL)

Модуль Юнга 90 сек. )

Посмотреть 34 похожих калькулятора материалов и механики сплошной среды напряжение в физике. Напряжение – это название воздействия стресса на организм. Деформации тела могут быть вызваны стрессом. Единицы стресса можно использовать для количественной оценки того, какую силу испытало вещество. В зависимости от направления деформирующих сил, действующих на тело, напряжения можно разделить на три вида. Кроме того, мы знаем о человеческом напряжении, но стресс в физике немного сложнее понять. Рассмотрим подробнее каждый из них в отдельности.

Стресс

Есть несколько принципов, которые необходимо изучить, прежде чем обсуждать стресс. Кроме того, напряжение определяется как количество силы , которую мы прикладываем к объекту, деленное на площадь поперечного сечения объекта, на который действует сила.

Предмет деформируется при приложении деформирующей силы. Внутри объекта будет генерироваться противодействующая сила, чтобы восстановить объект до его прежней формы и размера. Эта восстанавливающая сила будет иметь ту же величину, что и приложенная деформирующая сила, и будет иметь противоположное направление. Термин «напряжение» относится к измерению этой восстанавливающей силы на единицу площади материала.

Напряжение определяется как «Восстанавливающая сила на единицу площади материала».

Напряжение является скалярной величиной и обозначается σ.

Напряжение измеряется в Паскалях или Н/м ² .

Формула напряжения

Напряжение = восстанавливающая сила / площадь материала

σ = F / A

Где, восстанавливающая сила измеряется в ньютонах, площадь материала измеряется в м 1 ^{, а напряжение измеряется в Паскалях или Н/м 2 .}

Units of Stress

System	Stress unit
SI system	N/m 2 or N/mm 2
Fundamental system	kg.m -1 .s -2
US unit (ft)	lbf/ft 2

SI System,

1. Kilo (10 ³ ): кН/м ² или кН/мм ²
2. Mega (10 ⁶ ): МН/м ² или МН/мм ²

   0

   9 Giga): /M ² или GN/мм ²
3. Тера (10 ¹² ): TN/M ² или TN/MM ²

Типы стресса

221

типа стресса

в физике. виды напряжения, но наиболее распространенными являются нормальное напряжение и тангенциальное напряжение или напряжение сдвига. В следующих абзацах мы рассмотрим несколько различных видов стресса.

Нормальное напряжение

Нормальное усилие — это напряжение, возникающее при воздействии осевой силы на компонент. Другими словами, когда напряжение, действующее на тело, перпендикулярно. Когда длина и объем объекта изменяются, уровень напряжения объекта возвращается к норме. Символ представлен им. Нормальное напряжение измеряется в миллипаскалях (МПа) в системе СИ.

Формула нормального напряжения

Нормальное напряжение = осевая сила / площадь поперечного сечения

Когда объект находится в состоянии растяжения или сжатия, возникает нормальное напряжение.

Продольное напряжение

Продольное напряжение определяется как изменение длины тела из-за нормального напряжения.

Формула продольного напряжения

Продольное напряжение = Деформирующая сила / Площадь поперечного сечения

Продольное напряжение растягивает или сжимает объект по всей его длине. В результате, исходя из направления деформирующей силы, ее можно разделить на два типа – растягивающее напряжение и сжимающее напряжение 9.0003

Когда стержень растягивается в соответствии с третьим законом Ньютона, растягивающее напряжение становится видимым. Растягивающее напряжение обычно представлено растянутой резиновой лентой. Сжатие является полной противоположностью растяжению. Когда он действует на стержень, который с обоих концов давит противоположными или равными силами. Напряжение сжатия — это то, что вы получаете, когда сжимаете резиновый мяч в руках.

Объемное напряжение 

Объемное напряжение также известно как объемное напряжение. Термин «объемный стресс» относится к стрессу, который вызывает колебания объема тела. Нормальное напряжение вызывает изменение длины или объема, а касательное напряжение вызывает изменение формы тела, что называется объемным напряжением. Когда тело погружено в жидкость и находится под действием силы давления р, на тело действует сила, перпендикулярная поверхности тела.

Формула объемного напряжения

Объемное напряжение = сила / площадь

Касательное напряжение

Сила, приложенная по касательной к поверхности плоскости. Когда силы, действующие на поверхность, параллельны ей, а напряжение, действующее на поверхность, проходит по касательной, поверхность называется касательной. Стресс сдвига — это термин для обозначения этого типа беспокойства.

Формула касательного напряжения

Напряжение сдвига = Сила / Площадь поверхности

Напряжение растяжения

Напряжение растяжения определяется как напряжение, которое возникает, когда деформирующая сила или приложенная сила вызывают увеличение длины объекта. Например, когда стержень или проволока растягиваются, к обоим концам прикладывают равные и противоположные силы (наружу).

Напряжение сжатия

Форма и объем тела изменяются при приложении к нему касательной силы. Длина тела уменьшается после приложения сжимающей нагрузки. Напряжение растяжения и напряжение сжатия диаметрально противоположны. Компрессионное напряжение возникает, когда вы сжимаете в руке пищащую игрушку питомца.

Гидравлическое напряжение

Внутренняя сила на единицу площади, действующая на жидкости, называется гидравлическим напряжением. Когда сила приложена к телу жидкостью, гидравлическое напряжение является восстанавливающей силой на единицу площади. Напряжение отличается от давления тем, что оно учитывает внутреннюю силу на единицу площади, а не внешнюю силу на единицу площади. Аналогичным образом характеризуется гидравлическое напряжение и в случае жидкостей.  

Радиальное напряжение 

Радиальное напряжение рассчитывается для толстостенного цилиндра с избыточным давлением на внутренней поверхности, равным и противоположным манометрическому давлению на внешней поверхности, и нулями на внешней поверхности. Поскольку окружные и продольные напряжения больше, чем радиальные напряжения, последними пренебрегают.

Внутренняя сила определяется напряжением, которое является физической величиной. Сила, действующая на «маленькую» границу на единицу площади этой границы, определяется как напряжение. Напряжение, как скорость и крутящий момент, является фундаментальной величиной (энергией). Один вопрос, который приходит ко мне, заключается в том, какие вещи достойны стресса, а какие нет. Вы, наверное, видели, что некоторые предметы, такие как резина, легко растягиваются. Другими словами, когда к какому-либо объекту приложена растягивающая сила (Tensile Force), мы можем это объяснить. Он будет расти. Резинка, например, может легко растянуться. К резиновому предмету прикладывается сила растяжения. Но можешь ли ты протянуть железный прут? Поскольку на железный стержень не действует сила растяжения, ответ отрицательный.

Напряжение — это макроскопический термин, и существуют некоторые основные аксиомы механики сплошных сред. Частицы, используемые в его описании и анализе, должны быть достаточно малы, чтобы работать как однородные по формированию и состоянию, но достаточно велики, чтобы можно было пренебречь квантовыми эффектами и молекулярными движениями. В результате сила между двумя частицами является средним значением большого числа атомных сил между их молекулами; а в физических мерах, таких как масса, скорость и силы, он действует через объем трехмерных тел и предполагается, что он равномерно распределен по ним.

Давайте рассмотрим пример, чтобы проиллюстрировать это положение: Возьмите резиновую трубу и железный стержень, а также квадратный предмет, чтобы повесить его на резиновую трубу и железный стержень. Подождите несколько секунд, затем соберите обе вещи вместе. У первого объекта есть сила растяжения, а у второго нет.

Классификация внутреннего распределения внутренних сил в твердых телах охватывается анализом напряжений, который является разделом прикладной физики. Изучение и проектирование конструкций, таких как плотины, несущие конструкции, туннели и механические элементы при заданных или ожидаемых нагрузках, является важной частью инженерного дела. Это также необходимо для многих других дисциплин, таких как геология, где необходимо изучать такие идеи, как тектоника плит, вулканизм, лавины и биология, где необходимо постигать анатомию живых существ.

Реальный пример напряжения 

В архитектуре понятие напряжения используется для планирования структуры здания. Концепция напряжения и его влияния на различные компоненты здания интегрирована во все, от фундамента до опорных балок и колонн.

Резюме 

Напряжение определяется как «восстанавливающая сила на единицу площади материала».

Формула напряжения,

Напряжение = восстанавливающая сила / площадь материала

Types of Stress 

1. Normal Stress
2. Longitudinal Stress
3. Volume Stress
4. Shearing Stress
5. Tensile Stress
6. Compression Stress
7. Hydraulic Stress
8. Radial Stress

Sample Questions

Вопрос 1: Что такое стресс?

Ответ:

Напряжение определяется как «восстанавливающая сила на единицу площади материала».

Формула напряжения,

Напряжение = восстанавливающая сила / площадь материала

Вопрос 2: Объясните напряжение сдвига.

Ответ:

Сила, приложенная по касательной к поверхности плоскости, называется напряжением сдвига. Когда силы, действующие на поверхность, параллельны ей, а напряжение, действующее на поверхность, проходит по касательной, поверхность называется касательной. Стресс сдвига — это термин для обозначения этого типа беспокойства.

Формула касательного напряжения,

Касательное напряжение = сила / площадь поверхности

Вопрос 3: Каково влияние деформирующей силы?

Ответ:

Форма, объем или размер объекта могут быть изменены деформирующей силой.

Вопрос 4: Если тянуть за оба конца стержня, он растягивается. Опишите напряжение стержня.

Ответ:

Напряжение растяжения

Вопрос 5: Что такое единица измерения напряжения в системе СИ?

Ответ:

Единицей напряжения в системе СИ является Паскаль или Н/м ² или Н/мм ² .

Вопрос 6: Найдите напряжение элемента с рабочей силой 60 ньютонов (Н) и площадью поперечного сечения 4 мм ² .

Ответ:

Дано:

Восстанавливающая сила = 60 Н

Площадь поперечного сечения = 4 мм ²

Напряжение = восстанавливающая сила / площадь материала

∴ Напряжение = 60 Н / 4 × 10 ^-6

∴ Напряжение = 15 × 10 ⁶ Нм 902 × 5

Stress of an 1 an 6 Нм

Вопрос 7: Объясните продольное напряжение.

Ответ:

Продольное напряжение определяется как изменение длины тела из-за нормального напряжения.

Формула продольного напряжения,

Продольное напряжение = Деформирующая сила / Площадь поперечного сечения

Продольное напряжение растягивает или сжимает объект по всей его длине. В результате, исходя из направления деформирующей силы, ее можно разделить на два типа — растягивающее напряжение и сжимающее напряжение

Когда стержень растягивается в соответствии с третьим законом Ньютона, растягивающее напряжение видно.