Gleichgewichtszustand

Nina Ratzenberger Dezember 19, 2016 G 5 0
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In der Systemtheorie, ein System in einem stabilen Zustand hat zahlreiche Eigenschaften, die unveränderlich in der Zeit sind. Dies bedeutet, dass für diese Eigenschaften p des Systems, die partielle Ableitung nach der Zeit Null ist .:

Das Konzept des stationären hat Bedeutung in vielen Bereichen, insbesondere der Thermodynamik, Wirtschaft und Technik. Steady State ist eine allgemeinere Situation als dynamisches Gleichgewicht. Wenn ein System im stabilen Zustand befindet, dann ist der zuletzt beobachteten Verhalten des Systems wird in der Zukunft fortsetzen. In stochastische Systeme, werden die Wahrscheinlichkeiten, die verschiedenen Zustände wiederholt wird konstant bleiben.

In vielen Systemen wird stationären erst einige Zeit, nachdem das System gestartet oder initiiert erreicht. Diese Ausgangssituation wird oft als Übergangszustand identifiziert, Start-up oder Aufwärmphase.

Während ein dynamisches Gleichgewicht tritt auf, wenn zwei oder mehr reversible Prozesse treten mit der gleichen Geschwindigkeit, und ein solches System kann man sagen, in einem stationären Zustand befindet, ein System, das in einem stationären Zustand ist nicht notwendigerweise in einem dynamischen Gleichgewichtszustand sein, da einige der beteiligten Prozesse sind nicht umkehrbar.

Zum Beispiel: Der Fluidstrom durch ein Rohr oder Elektrizität durch ein Netzwerk könnte in einem stationären Zustand, da es eine konstante Strömung von Fluid oder Elektrizität. Umgekehrt kann ein Tank entleert oder mit Flüssigkeit gefüllt ist ein System im eingeschwungenen Zustand, da das Volumen des Fluids mit der Zeit ändert.

Anwendungen

Wirtschaft

Eine stationäre Wirtschaft ist eine Wirtschaft von relativ stabilen Größe. Es verfügt über stabile Population und stabile Verbrauch, die bei oder unter Tragfähigkeit bleiben. Der Begriff bezieht sich typischerweise auf einer Volkswirtschaft, aber es kann auch auf das Wirtschaftssystem einer Stadt, einer Region oder den ganzen Planeten angewendet werden. Beachten Sie, dass Robert Solow und Swan Trevor angewendet den Begriff stabilen Zustand ein wenig anders in ihrer wirtschaftlichen Wachstumsmodells. Ihren stabilen Zustand tritt auf, wenn Investitionen Abschreibungen entspricht, und die Wirtschaft Gleichgewicht, das während einer Periode des Wachstums auftreten können, erreicht.

Electronics

In der Elektronik ist eingeschwungenen Zustand ein Gleichgewichtszustand einer Schaltung oder Netzwerk, das die Wirkungen von Transienten sind nicht mehr wichtig, auftritt.

Steady-State-Feststellung ist ein wichtiges Thema, weil viele Design-Spezifikationen der elektronischen Systeme sind im Hinblick auf die Steady-State-Eigenschaften angegeben. Periodische stationäre Lösung ist auch eine Voraussetzung für die Kleinsignal-dynamische Modellierung. Steady-State-Analyse ist daher ein unverzichtbarer Bestandteil des Entwurfsprozesses.

In einigen Fällen ist es nützlich, konstanter Hüllkurve Vibrations betrachten - Vibrationen, die nie siedelt sich an Bewegungslosigkeit, aber weiterhin mit konstanter Amplitude zu bewegen - eine Art Gleichgewichtszustand.

Chemie

In der Chemie, Thermodynamik, und andere chemische Verfahrenstechnik, ist ein Gleichgewichtszustand eine Situation, in der alle Zustandsvariablen konstant trotz der laufenden Prozesse, um sie zu ändern bemühen. Für eine ganze System in einem stabilen Zustand, dh für alle Zustandsvariablen eines Systems konstant zu sein, muss es eine Strömung durch das System. Eines der einfachsten Beispiele für ein solches System ist der Fall einer Badewanne mit der Hahn geöffnet, aber ohne den unteren Stopfen: nach einer bestimmten Zeit das Wasser fließt in die und aus der gleichen Geschwindigkeit, so dass der Wasserpegel stabilisiert, und das System ist Gleichgewichtszustand. Natürlich die Mengenstabilisierungs in der Wanne hängt von der Größe der Wanne, der Durchmesser der Austrittsöffnung und der Durchflussmenge von Wasser in. Da die Wanne überlaufen kann, was schließlich einen stationären Zustand erreicht werden, wo das einströmende Wasser ist gleich dem Überlauf plus dem Wasser durch den Abfluss.

Eine stationäre Strömungs Verfahren erfordert Bedingungen an allen Punkten in einer Vorrichtung konstant bleiben, wenn der Uhrzeit. Es darf keine Anhäufung von Masse oder Energie über die Zeitperiode von Interesse sein. Die gleiche Massenströmungsrate werden durch die einzelnen Elemente des Systems im Strömungsweg konstant bleiben. Thermodynamischen Eigenschaften kann von Punkt zu Punkt ändern, wird aber zu einem bestimmten Zeitpunkt unverändert.

Elektrotechnik

Es ist die Fähigkeit einer elektrischen Maschine oder Leistungssystem in seine ursprüngliche / vorherigen Zustand wieder zu erlangen wird als Steady-State-Stabilität.

Die Stabilität eines Systems bezieht sich auf die Fähigkeit eines Systems, um den stationären Zustand zurückkehrt, wenn auf eine Störung unterworfen. Wie bereits erwähnt, wird die Leistung von Synchrongeneratoren synchron mit dem Rest des Systems zu betreiben generiert. Ein Generator ist mit einem Bus synchronisiert, wenn beide haben dieselbe Frequenz, Spannung und Phasensequenz. So können wir definieren die Netzstabilität als die Fähigkeit des Stromnetzes, um den stabilen Zustand, ohne dabei synchron zurückzukehren. Normalerweise Netzstabilität in Steady State, Transient und Dynamische Stabilitäts kategorisiert

Steady-State-Stabilitätsstudien sind für kleine und allmähliche Veränderungen in den Betriebsbedingungen des Systems beschränkt. Dabei konzentrieren wir uns im Wesentlichen auf die Einschränkung der Bus-Spannungen in der Nähe von ihren Nominalwerten. Wir sorgen dafür, dass die Phasenwinkel zwischen zwei Bussen nicht zu groß sind und überprüfen Sie die Überlastung der Netzgeräte und Übertragungsleitungen. Diese Prüfungen werden in der Regel mit Leistungsfluss Studien durchgeführt.

Transiente Stabilität beinhaltet das Studium des Stromversorgungssystems nach einem schweren Störungen. Im Anschluss an eine große Störung in der Synchrongenerator durch plötzliche Beschleunigung der Rotorwelle der Maschinenleistung Winkel ändert. Das Ziel der transienten Stabilität Studie ist es, festzustellen, ob der Lastwinkel wieder auf einem stabilen Wert nach dem Abstand von der Störung.

Die Fähigkeit eines Energiesystems, um die Stabilität im Dauer kleine Störungen zu erhalten ist unter dem Namen Dynamic Stability sucht. Diese kleine Störungen entstehen durch zufällige Schwankungen in Lasten und Generation Ebenen. In einem Verbundnetz können diese zufälligen Veränderungen katastrophalen Ausfall führen kann, da dies den Rotorwinkel zu zwingen, kontinuierlich zunehmen.

Maschinenbau

Wenn eine periodische Kraft auf ein mechanisches System angewendet wird, wird es in der Regel zu erreichen stabilen Zustand, nachdem sie durch einige Übergangsverhalten. Dies wird oft in schwingende Systeme, wie beispielsweise ein Uhrenpendel beobachtet, kann aber mit jedem Typ von stabilen oder halbstabilen dynamisches System passieren. Die Länge der Übergangszustand wird von den Anfangsbedingungen des Systems ab. Unter bestimmten Randbedingungen kann ein System im stationären Zustand von Anfang an.

Physiology

Homöostase ist die Eigenschaft eines Systems, entweder offen oder geschlossen, die der internen Umgebung regelt und dazu neigt, einen stabilen, konstanten Zustand zu halten. In der Regel verwendet werden, um zu einem lebenden Organismus beziehen, kam von dem Milieu interieur, die von Claude Bernard gegründet und im Jahr 1865 mehrere dynamische Gleichgewicht Anpassung und Regulationsmechanismen veröffentlicht wurde das Konzept machen Homöostase möglich.

Glasfaseroptik

In der Faseroptik, "steady state" ist ein Synonym für Modengleichgewicht.

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