磁场能量守恒理论论文参考文献
因为安培力做功，所以动能才会改变，同时安培力做功，也就是将机械能转化为电能。在电路中的电能，在纯电阻电路中只会转化为热能。这三个的关系，就相当于结果你又问你爸要100块零花钱，你爸问你妈要100块钱，最后你花了100块买了吃的。没有别的意思，就单纯的解释问题，望你能明白
(1)热力学第一定律产生的历史背景 1.蒸汽机的早期发展 瓦特蒸汽机示意图 1—锅炉 2—汽缸 3—活塞 4—双向进、排气管 5—废气冷凝器 6—排汽抽气泵 7—冰水池 8—摇杆 热力学第一定律就是能量守恒与转化定律。它的诞生是以一定的社会物质生产条件为前提的 。蒸汽机的诞生与改进以及广泛地应用，对蒸汽机中能量转换问题的探讨，是人们能向量守 恒原理的重要桥梁之一。 很早以前，人们就知道了热和蒸汽能产生动力，在我国古代和古希腊曾出现过把热能转化为 机械能的小型装置。我国流传至今的“走马灯”也是古代的创造发明。 到了16、17世纪，已是资本主义的萌芽时期，煤作为廉价、高效的热粒被广泛地应用、促进了煤矿业的发展，为了解决矿业中的排水问题，提出了蒸气动力要求。 到1690年，法国人丹尼斯•巴本(1647—1712)在德国制成了第一个有活塞和汽缸的实验性蒸 汽机。这部机器是在莱布尼兹思想的启发下设计出来的，可以说它是近代蒸汽机的雏形。 1696年英国的工程师托马斯•萨弗里(1650—1715)提出一种被称为“矿工之友”的蒸汽水泵，用于矿井抽水。 1705年，英国的纽可门(1663—1729)，综合了巴本和萨弗里发明的优点，创造了大气压力式蒸汽机，并于1712年开始在全国的煤矿和金属矿中得到应用。 对蒸汽机改进做出量大贡献的是英国的詹姆斯•瓦特(1736—1819)。瓦特在他父亲的熏陶下 逐步具备了机器制造的才能。后来瓦特在格拉斯哥大学开设的一间修理店当了一名修理技工 。他修理了许多纽可门蒸汽机，由此对蒸汽动力产生了浓厚的兴趣。他于1759年开始进行一 系列有关蒸汽力量的实验。1763年他在布莱克教授的帮助下，发现纽可门蒸汽机有相当大的 热量浪费，原因是活塞每次冲击后被冷却时，汽缸和活塞也同时被冷却了，然后为了下一次 的冲击，它们还必须重新被加热。他根据布莱克教授的“比热”和潜热理论计算了各个引擎 的耗热量。在布莱克的启发下，瓦特开始寻找一个克服这个缺陷的办法。瓦特经历多次失败 后，终于在1769年制成了一台“单动式”蒸汽机。它比功率相同的纽可门机省煤四分之三左 右。1872年，瓦特又制成了双向作用的蒸汽机。后来瓦特利用一种特殊形式的齿轮传动机构，把活塞的直线运动转变为旋转运动，使这种动力机有了广泛的用途。 1784年蒸汽机进入大规模的生产时代。蒸汽技术的成就，为热能转化为机械运动做出了令人信服的证明，从古代发现的摩擦生热开始到蒸汽机的出现，热与机械运动的转化完成了一个循环。因此，蒸汽机的发明和应用，为能量守恒原理的确立提供了一个重要前提。 2.永动机的失败 各种机械装置的成功设计吸引了一大批人，许多人花费大量的心血去研究永动机。而永动机之不可能实现，是认识能量守恒原理的另一条途径。 亨内考“永动机” 所谓“永动机”是一种理想的机器，即不断自动做功，而不需任何动力或燃料及其他供给品 。在这种幻想指导下，曾经有许多人提出了多种多样的所谓永动机的设计，如早期最著名的 一个永动机方案，是十三世纪一个名叫亨内考的法国人提出的，后来意大利的列奥纳多•达 •芬奇也创造了一个类似的装置。到16世纪70年代意大利的一位机械师斯托利达•斯特尔 又 提出了一个永动机设计方案。 此外人们还提出过用轮子的惯性、水的浮力、细管子的毛细作用等,获得有效动力的种种永动 机方案，但都无一例外地失败了。在1775年法国科学院不得不作出决议，声明“本科学院以 后不再审查有关永动机的一切方案”。这说明当时的科学界已经认识到永动机是不可能制造成的。列奥纳多•达•芬奇的装置 造永动机的失败，从反面显示出自然界存在着某种制约着人们的普遍规律想不付出代价而从 自然界中取出可供利用的有效动力是不可能的，人们只能根据各种自然力相互转化的具体条件，付出一定代价而有效地利用自然界提供的各种能源。德国的著名物理学家和生物学家赫尔姆霍兹，就是从永动机不可能实现的事实入手，研究并发现了能量守恒原理的。3.有关知识的准备 热力学第一定律得需要的基本概念，在很早以前就逐步形成。1686年莱布尼兹根据落体定律 ，在机械运动范围内引 斯特尔“永动机” 1—水槽 2—水轮 3—蓄水池 4—螺旋汲水器 5—带动工具机进了“活力”概念，把mv2看作是运动的量度，即现在所 说的动能。能量的概念是托马斯•杨在1807年发表的著作《自然哲学讲义》中第一次提出的。伽利略所用“力矩”的概念，常含有力和路程乘积的意义。1829年彭塞利(1788—1867)在《技术力学引言》一书中，坚决支持“功”这一术语；瓦特进行了马的能力和机器的比较而定出了功率的单位。1834年—1835年间，英国的哈密顿在《论动力学的一般方法》一文中，提出了哈密顿原理，引了新的“力函数”，以表示只与相互作用着的粒子的位置有关的力 ，在保守力场中的哈密顿函数正是系统的总机械能。1828年格林建立了“位函数”的数学关系线，并应用于静电学和静磁学问题。到了19世纪40年代，高斯的工作使位函数得到了普遍应用，这样热力学第一定律所需要的基本概念在19世纪40年代以前已经齐备了。 关于能量守恒的思想还能追溯到很早以前。1633年出版的伽利略的《关于力学和局部运动的两门新科学的讨论和数学证明》的论文中，通过萨尔蒂等三人的谈话，对匀加速运动进行了定量的研究，其中包括自由落体和物体在斜面上的运动，记载有“物体在人落过程中所达到的速度，能使它跳回到原来的高度，但不会更高。” 惠更斯1673年发表的题为《摆式时钟或关于用在时钟上摆的运动的几何证明》一书中讨论了摆的运动规律，写道：“在重力作用下物体不能上升到高于它自由落下的高度，这已包含了重力场中机械能守恒的思想。”1669年惠更斯通过完全弹性碰撞的研究，认识到各个物体的质量与速度平方乘积的总和，在碰撞前后保持不变，这实际上是发现了完全弹性碰撞中的动能守恒定律。 莱布尼兹在1695年，作出了能量守恒原理的表述：力和路程的乘积等于“活力”的增加。 约翰•伯努利(1667—1748)也一再谈到“活力守恒”。他说“活力消失时做功的本领并不消失，只是转变为其他形式”。而丹尼尔•伯努利(1770—1782)实际上把“活力守恒”原理应 用于流体的运动，得到著名的“伯努利”方程。 欧拉也已经知道，如果一个质点在有心力作用下运动，当质点和吸引中心达到个确定的距离时，其活力都是相同的。到了1800年人们已有下述命题：在一个彼此以有心力作用的系统内，活力仅仅取决于系统的位形和取决于位形的力函数。 1829年，彭塞利也提出了在力学过程中的能量守恒原理：“功的代数和的两倍等于活力的和，在任何时候不能从无中产生功和活力，功或活力也不能转化为无，而只能组成为无。” 当然，上述这些论断还不能算作是对机械能守恒定律的明确表述，但从中包含能量守恒的意义，也为“定律的最后建立奠定了基础。 4.联系和转化的新发现 在18世纪，对各种物理现象进行了分门别类的研究，促进了各分支的发展，但没有注意它们之间相互联系。到18世纪末19世纪初，自然科学取得了一系列重大发现，日益揭示出各自然现象之间的普遍联系已成为这一时期的明显特点。这可以从下面几个方面来说明。 (1)机械运动和热运动之间的联系 18世纪最后两年伦福德和戴维所做的摩擦生热实验，热功当量的粗略测定，表明了机械运动向热的转化。热力机的发明和改进又把热能转化为机械能，从而使这一转化过程完成了循环 。卡诺关于热机效率的研究也触及到了“热功当量”的问题。 (2)热和电之间的转化 1821年德国物理学家托马斯•塞贝克(1770—1831)发现，在两种不同金属的一个接点处加热，就会产生电动热；如果电路是闭合的，就会有电流通过，这就是温差电现象。焦耳和楞次分别在1840和1842年发现了电流的热效应，这就是今天所说的焦耳—楞次定律。 (3)电与磁之间的相互联系和转化 1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，1831年法拉第找到了它的逆效应即电磁感应现象。揭示了电与磁的内在关系，完成了二者之间相互转化的循环。 (4)化学和生物方面的研究 拉瓦锡和拉普拉斯早已了解到化学反应的热效应的重要性。他们证明了反应过程放出的热量等于它的逆反应所吸收的热量。在18世纪末伏打发明了电池，又用它去电解水和硫酸铜，了解了电和化学的关系。德国的化学家李比希(1803—1873)则设想运动的体热和它的机械活动能量，可能来自食物的化学能。1840年彼得堡科学院的黑斯得到化学反应中释放的热量的黑斯定律，已接触到了化学反应过程中的能量守恒原理。 此外，在1801年，德国的李特尔发现了太阳光线中的紫外线之后，研究了紫外线的化学作用；1839年法国的E•A•贝克勒尔发现光照射稀酸液中的金属极，能够改变由电池的电动势；1845年法拉第发现强磁场使光的偏振面发生偏转。这些现象从各个侧面表现出不同运动形式 之间的联系和转化。 由于各种自然现象之间的普遍联系得到了广泛的研究，所以这一时期的科学家是从“自然力之统一”这一观点出发来看待各种能量相互转化的整个网络的。正是在这种自然科学观影响 下，西欧的四五个国家，从事七八种专业的多位科学家分别用不同的实验和方法各自独立地 计算和测定了热功当量，发现了能量守恒与转化定律。 (2)几个科学家的工作 在物理学史上，正式发表论文，提出能量守恒与转化定律是从1842年开始的，主要是由迈尔 、焦耳和赫尔姆霍兹等人提出的。 1.迈尔的工作 伯特•迈尔(1814—1878)是德国医生，他出生在一个药剂师的家庭，中学毕业后，进图比亨 大学主攻化学。结识了数学家、物理学家巴乌尔，由他介绍，了解到拉瓦锡的燃烧理论。1840年，迈尔在一艘从荷兰驶往东印度的船上当医生。在船驶到爪哇附近时，他在给生病的欧 洲船员放血时发现静脉血不像生活在温带人的血那样颜色发暗，而像动脉血那样鲜红。别的医生告诉他这是热带的普遍现象。他还听船员说，在下大暴雨时海水比较热，这些现象引起了迈尔的思考。在拉尔锡燃烧理论的启示下，他想到人体的体热是由于人所吃进的食物和血液中的氧化合而释放出来的。在热带高温情况下，肌体只需吸收食物中较少的热量，所以肌体中含食物的氧化过程减弱了，因此流回心脏的静脉血留下了较多的氧，这使静脉血呈鲜红的颜色。雨滴在降落中获得活力，也产生热，所以暴风雨降落时，海面上反而燥热一些。这些现象都表现出各种自然力之间的相互转化。 在1841年航行结束后，他写出了论文《论力的量和质的测定》，但由于缺少精确的实验根据，以及在数学和物理知识上的缺陷，论文有严重不足之处而未能发表。这激励迈尔发奋自学了数学和物理，并重新撰写了论文《论无机界的力》，在1842年寄了德国的生物化学家李比希主编的《化学和药物》杂志，因李对自然力的统一十分注意，故发表了迈尔的文章，因此 迈尔成为第一个发表能量转化和守恒定律的人。在此文中迈尔从“无不生有，有不变无”和“原因等于结果”的哲学观点出发得出了“力就是不灭的，能够转化的，无重量的客体”的结论。他所说的“力”就是“能量”的意思，他把这个思想运用到“落体力”(势能)、运动的“力”(动能)和热的转化与守恒，并根据当时气体的比热的测定数据，第一个得出了热的机械当量，即物体从365米高处下落，相当于把同等重量的水从0℃加热到1℃。 1845年，迈尔自费出版了《论有机运动和新陈代谢》一书，他首先说明“力”的守恒与转化定律，认为它是支配宇宙的普遍规律。接着提出几种形式的“力”，即“运动的力”、降落 力、热、电、磁和化学力，并揭示了各种力之间的相互转化。例如，下落的力转化为运动的力，运动的力通过碰撞变成热，在热机中热又变成运动的力，通过伽伐尼电池化学力变为电等。迈尔把他所考察的全部力画成一个表，描绘了运动转化的25种情况，并作出了否定热质 和其他无重量的流质存在的结论。文章还讨论了动植物机体中的能量问题，认为机体中机械 的和热的效应来源，是由吸收食物和氧时所进行的化学过程，这样就指出了有机界和无机界“力”的统一性。 1848年，迈尔在出版的《天体动力学》一文中讨论了宇宙中的能量循环，解释了陨石的发光是由于它们在大气中损失了动能。 1851年他又写了《论热的机械当量》一文，详细阐述了热功当量的计算。从而回答了对他的攻击，保护了自己的优先权，但是就在这一年秋天迈尔得了脑炎，直到1862年才恢复科学工作。 2.焦耳的工作 詹姆斯•普雷斯特科•焦耳(1818—1889)是曼彻斯特一个酿酒师的儿子，他是个业余科学家 ，很早就关心物理学，对电、磁的研究很有兴趣。他做了大量有关电流热效应和热功当量方面的实验，并把它总结成几篇文章发表。例如，1840—1841年间写成的《论伏打电所产生的 热》和《电解时在金属导体和电池组中放出的热》两篇文章，1843年写了《论磁电的热效应及热的机械作用》，1845年发表《论空气的扩散和压缩所引起的温度变化》，1849年通过法 拉第送交皇家学会的文章《论热的机械当量》，以及1867年发表的《由电流的热效应测定热功当时》和1878年发表的《热功当量的新测定》两篇文章。 从上述文章中可以看出焦耳对热当量的思想发展过程：他首先研究了电流通过导体所生成的热，得到电流热的定量关系，即导体中一定时间所生成的热量，与导体的电阻和电流平方的乘积成正比——这就是焦耳定律。焦耳认为这个实验还不能对热本质做出判断。1843年焦耳 又提出了一个想法，磁电机所形成感生电流与来自其他电源的电流一样地产生热效应。他使一个线圈在电磁体的两极间转动，线圈放在量热器内，实验证明产生的热和用来产生它的机械动力之间存在恒定的比例。由于电路是完全封闭的，水温的升高完全是由于机械能转化为电，电又转化为热的结果。这就排除了热质是从外界输入的可能。焦耳之所以能想出这样的实验，是因为他认为：“当我们不把热看作一种实物，而是看做是一种振动状态时，没有理由认为，为什么它不能由一种单纯的机械性质的作用所引起，例如像一个线圈在一个永磁体极间转动的那种作用。”这个实验得出了如下的结果：使一磅水增加1oF的热量等于把838磅 物提高1英尺的机械功。用工程单位制，这个值约为460千克•米/千卡。后来焦耳又重复扩展了这些实验，以证实自然界的“力”是不能毁灭的，凡是消耗了机械力的地方，总能得到相当的热。这样，热就被证实是能量变化的一种形式。但是，一些大物理学家对焦耳的结论表示怀疑和不信任，焦耳的论文被皇家学会婉言谢绝了。 焦耳没有灰心，决心以更多的实验证明他的结论。后来他用新的测量方法得到的热的机械当量数值分别为426/千克•米/千卡和438千克•米/千卡。1847年焦耳申请在英国学术协会上宣读论文，协会只让他简要介绍一下实验(即大家所熟悉的那个搅拌实验)，在他介绍之后，原来不准备讨论，只是由于学术权威W•汤姆孙感兴趣地提出质询，才引起人们对焦耳的实验的重视，但许多人仍持怀疑态度。 1849年，焦耳在皇家学会宣谈论文《论热的机械当量》，并宣布了他著名的实验结果：要产生使一磅水在真空中(测量温度在55～60oF)之间升高1oF的热量，需要花费相当于722磅重 物下降1英尺所做的机械功。(此数值为千克•米/千卡)这个实验结果同 (1879年)由 美国物理学家罗兰的测量结果相比，误差仅为6。由此看出焦耳实验的精确性。此后焦耳还 继续进行他的实验测量，一直到1878年。 他前后用了近40年时间，做了400多次实验，确定了热功当量的精确值，为能量守恒原理的建立提供了可靠的实验根据。焦耳最后得到的热功当量的值为千克•米/千卡。 1850年焦耳当选为皇家学会会员，他的研究成果终于得到科学界的承认。 值得注意的是焦耳的工作不只限于实验，他还阐明了对热本质和能量守恒与转化问题的看法。焦耳与迈尔从不同的方面探索了能量守恒与转化定律，因此他们都作出了重大贡献。 3.赫尔姆霍兹等人的工作 赫尔姆霍兹(1821—1894)是德国的医生、生理学家，出生于中学教师家庭，1838年进入医学 院外科学院，对生物学很感兴趣，他对生命力的本质问题进行了探讨。1845年参加物理学会，并参与了学会办的《物理学成就》刊物的编辑工作。前后发表的主要文章有：《论力的守 恒》(1847)、《论在肌肉的作用中对于物理的需要》(1845)、《生理的热现象》(1846)、《 生理的热现象理论方面的小结》(1847)。 从文章中可以看出，赫尔姆霍兹是从研究生命力的本质入手，对当时生命力的本质的看法提出疑问而开始考虑能量转化和守恒定律的。他在70寿辰的庆祝会上回忆道：“在那时的大多数生理学家承认斯塔尔的观点，即认为在活的有机体中有机物质的物理力和化学力发生作用 ，但同时又有生命的灵魂，或者说活力存在着；活力在物体活着比在死后更自由地调节着物理力和化学力的表现，在死后不为任何东西所调节的物理力和化学力的表现引起产生腐烂。 ……我怀疑这种解释中有某种反自然的东西，但是这得把我把大量的劳动用于使这种疑惑形 成为准确的问题这种形式。” 当时赫尔姆霍兹已知道永动机的不可能性，于是他问道：“如果承认根本不可能有永动机存 在，地么自然界各种力之间应当有什么样的相互关系?所有这些关系存在吗?”他还问道：“ 活的机体如果除了从饮食取得的能以外，还能从一种特殊的活力获得能的话，那么它们就会是永动机。” 赫尔姆霍兹在《论力的守恒》一书中，论证了能量守恒定律，并建立了这个定律的数学公式，即 mgh= mv2然而该论文的命运开始并不好，大多数科学并不接受他的观点。这篇论文遭到拒绝以后，赫尔姆霍兹以小册子的形式在柏林单独出版。 赫尔姆霍兹还研究了能量守恒在其他物理过程中的应用，把它扩大到光、热、电磁现象、化学运动以及生物体内进行的过程中。赫尔姆霍兹所确定的纲领，事实上成为以后物理学发展 的基本内容，而他自己的科学活动，也是把这个纲领现实化，他的研究和论著，给了那个时代整个物理学界以强有力的影响，他创立了物理学和生物学的一个国际学派。 通过以上3人工作的介绍，读者一定会问为什么发现能量守恒定律的不是正宗的物理学家、而是医生、业余科学家和生物学家呢?这中间可能有两个原因，一是他们所从事的工作与热 的转化问题打交道较多，二是他们受到“正统的”物理学的热质学说的影响较少，由于这些原因，使他们先得出了能量守恒及转化定律。 (3)能量守恒与转化定律的确立及其意义 1.能量守恒定律的确认 我们看到，迈尔、赫尔姆霍兹、焦耳等人的非常有意义的研究工作，并不是一帆风顺的，都受到不同程度的压抑和排斥。但是，社会实践和科学实验的发展，总要推动科学认识的进步。1851年，威廉•汤姆孙在《论热的动力学当量》中，开始接受焦耳的学说，把能量守恒和转化定律在热运动和机械运动方面的具体表现，称为热力学第一定律。大约到1860年左右，能量原理才得到普遍的承认，而且很快成为全部物理学和自然科学的重要基石。正如劳厄 所说：“从此以后，特别是物理学中，每一种新的理论首先要检查它是否符合能量守恒定律 。” 任何真理向前多走一步就会变为谬误。在19世纪末，以著名化学家、物理学家奥斯瓦尔德(1 853—1932)为代表的“唯能论”，试图把一切都归之于能量，从能量原理推导出所有其他物理规律，这显然是错误的。 2.能量守恒原理的确切描述 “能量”这个概念，是托马斯•杨提出来的，但是当时它并没有被科学界所采用。事实上，在那些对于建立能量守恒原理作出贡献的科学家中，没有一个人直接使用能量这个概念，而常用的还是有多重意义的“力”这个模糊的述语表述他们的重要发现。只是到了1853年，威廉•汤姆孙才给予能量概念一个确切的定义，即“我们把给定状态中的物质系统的能量表示为：当它从这个给定的状态无论以什么方式过渡到任意一个固定的零状态时，在系统外所产 生的用机械功的单位来量度的各种作用的总和。”这样人们才逐渐把“力的守恒”改述为“ 能量的守恒”。 但是这一原理的发现者们，虽然都是从能量形式的转化中看到能量在量上是不变的，而在表 述这一定律时，大都是从量的角度强调能量的“守恒”，全面准确地称为“能量转化与守恒 ”定律则是恩格斯。恩格斯首先指出了如前所表述的不完善性，他在《自然辩证法》旧序中说：“运动的不变不能仅仅从量上把握，而且必须从质上去理解。”1885年他指出：“如果 说新发现的伟大运动基本定律，十年前还仅仅概括为能量守恒定律，仅仅概括为运动不生不 灭这种表述，就是说仅仅从量的方面概括它，那么，这种狭隘的消极的表述日益被那种关于能的转化的积极表述所代替。这里过程质的内容第一次获得了自己权利……”这样就使此原理有了全面的普遍性质，这也是恩格斯以科学的重大贡献。 3.功、热量和热力学第一定律的数学表达式 做功这个词在物理学中有明确的意义，它表示在物质上作用一个力使物体沿着力的方向移动 。做功过程的重要特征是：它必然伴随着运动形式的转化，即伴随着能量从一种形式转化为另一种形式。所以说功的本质意义就在于它一般是作为能量从一种形式转化为另一种形式的数量的量度而被使用的。各种能量的转化都因为可以选择功作为共同量度而作出统一的定量的表述。 “热量”这个词表示系统之间不发生客观位移，而只是由于温度差的存在而发生的能量的传 递。 大量实验表明，要使一个系统的热运动状态发生变化，既可以通过做功的方式也可以通过加 热的方式。这就是说自然界有着两类基本热力学过程，即做功和热量传递这两个不同的过程 ，虽然它们产生的条件和机制是不同的，但是这两种过程都可以使系统的热力学状态发生变化。如果要使系统的状态分别在这两种不同的过程中发和相同的变化，则所作的功相传递的 热量之间总是存在着确定当量关系。这表明作为能量转换和传递的两种形式的功和热量，是具有等效性的。所谓“热功当量”就是表征这种等效性的数量关系。 一般说来，实际发生的热力学过程是上述两种过程的综合，即系统发生宏观位移而做功，又由于存在温度差而与外界交换热量。 若以A表示外界对系统做功，以Q表示系统从外界吸收的热量，系统的内能由量E1变为量E2，则实验表明系统内能的改变可由下式决定，即 E2-E1＝A＋Q 该式即为热力学第一定律的数学表达式。它表明，当热力学系统由某一状态经过任意过程到达另一状态时，系统内能的改变等于在这个过程中所做功和所传递热量的总和。这个定律也说明，在任何热力学过程中，热运动既不能创生也不能消灭，只能发生转化或转移。 4.能量守恒与转化定律的意义 实际上热力学第一定律中的E不仅仅表示系统的内能，如果用它表示系统所含的一切形式的能量，功A表示的是各种运动形式的功，那么就可以将第一定律理解为普遍的能量守恒与转化定律。 能量守恒定律的确立，一方面找到了各种自然现象的公共量度——能量，说明了不同运动形式在相互转化中有量的共同性，从而把各种自然现象用定量的规律联系了起来；另一方面这个定律的确立，同时也说明了运动形式相互转化的能力也是不灭的，是物质本身所固有的性质。这样，这个定律就第一次在极其广阔的领域里把自然界各种联系了起来。 能量守恒与转化定律的确立，在实践上对创造第一类永动机的不可能实现从科学上作了最后判决，彻底地否定了永动机的幻想，使经典物理学发展成一系列完整的理论科学。 当然，应该指出，任何一个重要的科学原理的具体形式，都有它的相对性，对能量守恒与转化定律来说，能量及其转化也有各种具体形式。随着社会实践，特别是科学实验的发展，人们对能量形式的认识也是不断丰富的。因此，我们不能说已经认识了所有的能量形式的转化过程。随着科学实验的发展，人们完全可能发现一些新的能量形式，认识一些新的转化机理 ，甚至探索到一些难以想象的效应。那时，这原理也会崭新的面貌呈现在人类面前。
磁场要变化就必须有能量支持。变化的电流或磁体的机械运动，都体现了磁仅仅是一种能量转换的介质。也就是多少能量使磁场产生变化，变化的磁场才产生相等的感生电流的能量。所以体现了能量转换的守恒原则
你好！物理理论，建立在实验基础之上。变化的磁场产生感生电流，这是经过实验验证的东西，它是客观存在的。如果从哲学的角度来解读，任何事物都是在运动变化中存在，变化的磁场产生感生电流，静止的磁场就没法产生感生电流。
能量守恒定律课题研究论文
能量虽然是守恒，但我们要想能量能百分之一百被利用基本上是不可能的！而利用率又很低！如果能量做了过多的“无用功”，那就是浪费，有些能源又是不可再生的，所以要节能！
永动机是人类永恒的梦人们寻找制造出一台永动机，一直是一代代科学家的梦想，但一代代一批批的的梦想者们都失败了，在历史上，永动机从来就没有从理想走向现实，从概念变成产品。因此人们得出了一个结论，那就是这世上没有永动机。但即使如此，人类却从来未中断过、放弃过对于永动机的梦想、追求、探索。古往今来如此，今生来世亦然。痴迷于此的，不是我，就是你，或者是他。永动机是人类在寻求它的寻在可以说是到了山穷水尽的地步。到底有没有永动机呢？近代有关学者从另外一个角度去分析它，那就是用哲学的眼光去看待它。哲学为我们提供世界观和方法论。因此，解决这么大的事情，应该从哲学入手。哲学是思辨的学问。我们就先用哲学的思辨来论证出永动机的有和无，如果没有变也罢了，如果有，那么就让我们以哲学的思考为指导，谋划出一幅创造出永动机的粗略蓝图吧。哲学的思想告诉我们，世上没有绝对的事情。连真理都没有绝对的，真理也是相对的。那么试问，“世上没有永动机”是真理么？如果这话不是真理，那么这世上就应该有永动机；如果这话是真理，那么根据真理具有相对性的原理可知：这世上应该是相对没有永动机，那么就是说应该是绝对有永动机。我坚信世上有永动机的存在，于是我试着如神农伏羲一般仰观天文、俯察地理。但见那天上星转斗移、日月轮回，无休无止；地上水流山止、电闪雷鸣，生生不息。鱼水里游，鸟空中飞，星天际挂。是什么可以使它们这样呢，思之再思，当是自然而然之然使然吧？那这些自然而然之然又是什么呢？追根溯源，应该是宇宙的力量与规律。那又是什么使这个无垠的宇宙有这神奇的力量呢？既然宇宙是无边无际的，它至大无外，那么它的力量就必然不能够来自与外部，而只能够来自于其自身。宇宙又是无始无终的。于是我们就可以说，宇宙，以其自身内在的固有的力量，按照其自身内在的固有的规律，永无休止的运行不止！这样看来，宇宙不就是一台完美的不需外部力量、永远自主运行不止的永动机么？永动机的实现没有绝对的说法，就目前现有的理论认为永动机不可能制成的。人类无论有多智慧，将来科技发展到怎么程度，总会不全是自然的规律，那是我们人类发现这规律的一定范围。倘若真的有什么天外文明能制作出来我们地球人又用什么解释这些呢？现在我们科学发展之快总会得意于我们现有的理论，认为这理论就像梯子一样一步一步往上爬，这样难免束缚我们的思想。莱特兄弟发明飞机之前人们理论普遍认为我们不可能制造出一种比空气还轻的飞行器，直到制造出来了震惊了全世界。永动机还不是一样。我们这代人如果制不出来后代还是会有人去研究的，真理是永远给那些非一般的人去探索。虽然我们在物理理论方面的水分还远远不够，但是我们如果有梦想就有理由去探索它。我们到底还要不要去研究永动机呢？那是肯定说是，只要人类活着一天站在地球上，将会去探索它。研究永动机，我们要看到永动机有向它的共性和规律性的东西，从而找出那永动机的“道”，进而遵循这道，发现或者创造出我们想要的并能够为我们所用的永动机，来圆人类一个千年之梦吧。
能量守恒定律的发现(discovery of conserva—tionlaw of energy) 19世纪物理学发展中的一项极其重大的科学发现。该定律是在5个国家、由各种不同职业的10余位科学家从不同侧面各自独立发现的。其中迈尔、焦耳、亥姆霍兹对发现能量守恒定律作出了主要贡献。 迈尔的工作 德国医生迈尔最早是从人体新陈代谢的研究中得出这个重要发现的。1840年，年仅26岁的迈尔在一艘驶往爪哇的船上作随船医生，他在给生病的船员放血时，发现病人的静脉血比在欧洲时的颜色要红些，由此引起他的沉思。他想到热带地区人的静脉血所以红些，是由于其中含氧量较高的缘故，而氧所以多出来，是机体中食物的燃烧过程减弱的结果。这使他联想到食物中化学能与热能的等效性，由此推测如果人体的能的输入同支出是平衡的，那么所有这些形式的能在量上就必定是守恒的。1842年，迈尔发表了题为《论无机界的力》的论文，进一步表达了物理化学过程中能量守恒的思想，并提出了建立不同的力之间数值上的当量关系的必要性。 焦耳的工作 英国物理学家焦耳极力想从实验上去证明能量的不灭。1840一1841年，经过多次通电导体产生热量的实验，他发现电能可以转化为热能。1843年，他钻研并测定了热能和机械功之间的当量关系，做了一系列的实验，并宣布：自然界的能是不能毁灭的，那里消耗了机械能，总能得到相当的热，热只是能的一种形式。1847年，他做了迄今认为确定热功当量的最好实验。此后不断改进实验方法，直到1878年还有测量结果的报告，那时测得热功当量的平均值为423．9千克重米／千卡。这个值比现在人们公认的值427千克重米／千卡约小o．7％，如此精确的实验结果为能量守恒定律的确立，提供了无可置疑的实验证据。 亥姆霍兹的工作 德国物理学家、生理学家亥姆霍兹是从生理学问题开始对能量守恒原理进行研究的。在此基础上，于1847年出版了《论力的守恒》一书。在这部篇幅不长的著作中，亥姆霍兹确认“力”的守恒定律在自然界中所起的作用，给出了不同性质“力”的定量表示式，也就是给出了对不同形式的能的数学表示式，并研究了它们之间相互转化的情况，从而这部著作成了能量守恒定律论证方面影响较大的一篇历史性文献。 能量守恒定律发现的意义 能量守恒定律的发现，在物理学史上是一个非常有教益的事例。因为在该定律发现的过程中，除了上述3位物理学家作出主要 贡献外，还有法国的卡诺于1824年，德国的莫尔于 1837年，法国铁道工程师塞甘于1839年，生活在俄国 的瑞士化学家赫斯于1840年，德国物理学家霍耳兹曼 于1845年，英国律师出身的电化学家格罗夫于1846 年，丹麦工程师柯耳丁于1847年，以及法国物理学家 伊伦于1854年，都曾独立地发表过有关能量守恒方面 的论文，对能量守恒定律的发现作出了贡献。这就生动 地告诉我们，物理学上的历史性突破，个人的努力和才 能固然是重要的因素，但客观的历史条件(包括社会、 生产和科学的状况)则更为根本。一旦等到条件成熟 时，一个重大的课题同时由几个人甚至十几个人去突 破它，也就不足为奇了，这也就体现了历史的必然。 能量守恒定律的发现，在物理学史上又是一个非常重要的事情：①这个定律表达了关于运动量不可创造和不可消灭的普遍规律；②这个定律概括了一切物理现象：力、热、电、磁、光的现象，这就有可能用这一定律从同一观点去研究所有这些现象，把它们看成是可以互相转化的运动的不同形式，揭示了这些运动形式之间的统一性，从而达到物理科学的第二次大综合；②这个定律的发现也促进对自然现象认识的辩证观点的发展，自然辩证法认为，自然界中的一切现象都应当是相互联系的。
随着科技负效应的显现,工程伦理越来越受的人们的重视。化学工程有着与其他工程不同的特点。下面是我为大家整理的化学工程应用 毕业 论文，供大家参考。
《 化学工程中计算流体力学应用分析 》
摘要：计算流体力学是以多种计算方程为基础，在多种化学反应设备中进行能量、质量和动量的综合计算，分析出不同守恒定律中，这些变量的主控形式和变化规律，从而优化工程设计和工艺设备，提高化学反应中正向变化的进行，提高热量交换和原材料的反应速率等。从化学工程经济效益的角度分析，有利于工程成本的节约，提升了经济回报。 文章 计算流体力学的基本原理进行分析，并 总结 了其砸你化学工程中搅拌、热交换、精馏塔和化学反应工程的具体应用。
关键词：计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用
化学工程在我国具有较长的研究与应用历程，并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效，不仅能够供给正常的生活需求，同时根据新材料的开发，能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中，较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的，具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析，能够优化工程设计和工艺改进，提高化学工程的生产效率。
1计算流体力学在化学工程中的基本原理
计算流体力学简称CFD，是通过数值计算 方法 来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程，从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律，其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下，计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法，其也是一门多门学科交叉的科目，计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识，也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识，其涉及面广。
针对计算流体力学的真实模拟，其主要目的是对流体流动进行预测，以获得流体流动的信息，从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展，市场上也出现了计算流体力学软件，其具有对流场进行分析、计算、预测的功能，计算流体力学软件操作简单，界面直观形象，有利于化学工程师对流体进行准确的计算。
2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用
在搅拌中的应用分析
在搅拌的化学反应中，反映介质之间的流动性比较复杂，依据传统的计算形式根本无法解决，并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点，在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律，其得出的结构往往存在较差时效性，实验差加大。
通过对二维计算流体力学的应用，能够对搅拌中流体的形式进行模拟，并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化，不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关，还与时间、容器的形状等有着之间的联系，需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高，在通过借助多普勒激光测速仪后，已经对三维计算形式有了较大的突破，这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用，但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不断的完善。
在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中主要的应用设备，通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用，能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同，计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变，增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积，提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中，热量交换的形式更为复杂，但是却群在重复性换热的特点，增加了换热的时间，提高了换热的效果。从总体上分析，计算流量力学中，需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用，能够计算出不同设备的热交换效果，并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。
在精馏塔中的应用
CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。
Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。
Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。
在化学反应工程中的应用研究
在化学反应工程中，反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系，在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制，当反应中温度过大，就会造成分子的剧烈运动，其运动轨迹的变化规律就会异常，在利用计算流体力学的模型计算中，计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取，在计算流体力学的实际计算中，就要借助FLUENT进行三维建型，并利用测速反应器进行速度的测量，通过综合的比较分析，利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场，可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程，详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。
3结束语
计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义，并在经济效益的提高上具有重要的价值，在近几年，化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究，以二维空间计算和模拟为基础，不断的完善三维空间的流量计算，并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用，在今后的化学工程发展中，应加强此类学科的教学与延伸，提供出更有效的反应设备和工艺操作。
参考文献
[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).
[2]舒长青,王友欣.计算流体力学在化学工程中的应用[J].化工管理,2014(06).
《 能源化学工程专业化工热力学教学思考 》
[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课，文章阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线，改变传统的单一的课堂教学，将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合，激发学生学习兴趣，培养学生自主学习能力和工程意识，以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。
[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会
化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一，主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用，包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维方法的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐，学生感到非常难学又缺乏实际应用，在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理，达不到良好的教学效果，因此，我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试，希望激发学生学习的兴趣，进而更好地掌握这门课程，为后续专业课程的学习夯实基础。
武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来，主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等)，培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。
目前，本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求，2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性，培养学生的创新能力，夯实学生的专业基础，使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念，并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标，浅谈《化工热力学》的教学体会，着重对教学方式进行了探索和实践，为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。
1明确教学内容与课程主线
结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点，我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4]，同时，也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》，冯新等编，2008;《化工热力学(第二版)》，陈钟秀等编，2000;《化工热力学导论(原著第七版)》，.史密斯等编，刘洪来等译，2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长，已形成较完整的知识体系，如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。
由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用，因此在本课程教学中不再赘述，而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中，首先，详细分析《化工热力学》教材结构，围绕主线内容合理编排知识点;其次，建立好各知识点之间的逻辑关系，让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后，根据能源化学工程专业的需要，适当删减补充了教材内容，结合学科动态，增强化工热力学的应用能力，如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。
2改变单一课堂教学模式，培养学生自主学习能力
化工热力学课程设计的公式多而繁杂，学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理，传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点，与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此，应改变传统单一课堂讲授模式，充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。
首先，教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题)，促使学生思考，复习旧知识，预习新知识;其次，教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题)，并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解，同时，教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中，重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后，课堂教学结束后，教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题)，并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的，同时，吸引学生注意力，培养学生自主学习能力，提高学生学习的积极性和主动性。
3课堂教学与工程实践密切结合，培养学生初步的工程观点
化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象，而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少，将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来，建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式，紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题，把学科前沿领域的科研成果带入课堂，可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时，可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法，培养学生初步的工程观点。
4考核方式方法研究
传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养，也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度，为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况，我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前，课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分，其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分，各占10%;期末考试采用开卷方式考试，考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐，教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理，因此，在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣，增强学生的主观能动性，在课堂教学中引入分组讨论，开展导向性的专题研究，将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合，培养学生查阅资料和分工协作的能力，为学生下一步学习专业课程夯实基础。
5结束语
在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中，首先要明确教学内容与主线，打破单一的学生被动听讲的模式，理论联系实际应用，调动学生学习的积极性和主动性，激发学生对教学内容的兴趣，并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新，因材施教，为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。
参考文献
[1]陆小华，冯新，吉远辉，等.迎接化工热力学的第二个春天[J].化工高等 教育 ，2008，3：19-21.
[2]梁浩，刘惠茹，王春花.《化工热力学》教学实践与尝试[J].广东化工，2010，37(1)：157-158.
[3]李兴扬，唐定兴，沈凤翠，等.化工热力学教学改革与体验[J].化工高等教育，2011，3：71-73.
[4]朱自强，吴有庭.化工热力学(第三版)[M].北京：化学工业出版社，2009.
[5]冯新，宣爱国，周彩荣，等.化工热力学[M].北京：化学工业出版社，2008.
[6]陈钟秀，顾飞燕，胡望明.化工热力学(第二版)[M].北京：化学工业出版社，2000.
[7]史密斯JM，范内斯HC，阿博特MM，等编;刘洪来，陆小华，陈新志，等译.化工热力学导论(原著第七版)(IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics，SevenEdition).北京：化学工业出版社，2007.
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磁场和电场的关系论文参考文献
电场和磁场本来就是统一的（不用到高维的空间去），你可以查阅爱因斯坦《论动体的电动力学》。因为电场和磁场可以通过运动相互激发，因此电场和磁场之间满足一定的坐标系转换关系。因此可以把普通的电场和磁场看成电磁场在特定坐标系下的一种表现形式，统一为电磁场张量表示。
运动的点生磁、导体在磁场中运动生电
法拉第电磁感应定律表示：变化的磁场可以产生电场，变化的电场也可以产生磁场。而均匀变化的磁场可以产生稳定电场。负电荷是从微观的角度看物质内部，跟磁体吸引应该没关系吧，磁体吸引磁、钴、镍或铁氧体等铁磁类物质是因为它们内部的电子自旋可以在小范围内自发地排列起来，形成一个自发磁化区，这种自发磁化区就叫磁畴。铁磁类物质磁化后，内部的磁畴整整齐齐、方向一致地排列起来，使磁性加强，就构成磁铁了。磁铁的吸铁过程就是对铁块的磁化过程，磁化了的铁块和磁铁不同极性间产生吸引力，铁块就牢牢地与磁铁“粘”在一起了。
磁场和电场在物质世界都是一种客观存在的物质，它们用肉眼看不见也摸不着。从最基本的物理概念可以得出磁场和电场都是有动量和能量的。
但是与传统的物质不同，它们不是有已知的分子或者原子组成的。这导致磁场和电场的某些物理性质显得比较特殊，由于人们无法通过肉眼看到它们的形状，也无法直接触碰到它们。所以在运用它们时需要借助一定的工具。从产生的条件来看，电场和磁场的产生都离不开电荷。
当电场不是恒定不变而是伴随着时间发生稳定变化的时候，将产生均匀的磁场。同样，磁场随着时间的改变发生稳定均匀变化的时候，又会产生电场。
变化的电场实际上就是电场中的电荷(或者是带电粒子)在做宏观世界上普遍意义的变速运动。而磁场的均匀变化会也是同理。
扩展资料
一个通有电流的导线，一个带电粒子离导线一段距离有一个沿电流方向的速度。经过简单的分析，导线会产生磁场，带电粒子会受到导线的吸引力。
如果考虑相对性原理，那么这个粒子在新参考系下也必须受到导线的吸引力。一个静止的带电粒子，只能受到电场的作用。
这就是磁场和电场在变换参考系下互相转换的最简单的模型。不仅可以算出新参考系下电场的大小，而且可以通过这个大小反推出新参考系下导线的电荷密度。这个电荷密度是洛伦兹收缩效应导致的。
虽然从不同角度看电磁场可以互相转化，但是通常不能完全转化，需要受一些不变量的限制。就有点像说时间和空间是一个整体，但是类时间隔和类空间隔还是有本质区别的。
有的电磁场可以在某些参考系里是纯电场，但无法是纯磁场；有些却可以是纯磁场，但不能是纯电场。它们又是有本质区别的。
参考资料来源：百度百科-电场
参考资料来源：百度百科-磁场
恒企税法正能量研究论文
会计职称分为初级会计师、中级会计师、会计师、注册会计师。想了解更多会计报考信息点击咨询专业会计老师
一、初级会计师
初级会计职称即助理会计师。担任助理会计师的基本条件是：掌握一般的财务会计基础理论和专业知识；熟悉并能正确执行有关的财经方针、政策和财务会计法规、制度；能担负一个方面或某个重要岗位的财务会计工作；报名参加会计专业技术初级资格考试的人员，除具备以上基本条件外，还必须具备教育部门认可的高中毕业以上学历。
二、中级会计师
会计专业资格考试分为初级资格和中级资格。中级会计师就是中级级别。考试原则上每年举行一次，考试日期一般为每年9、10月中下旬。通过全国统一考试，取得会计专业技术资格的会计人员，表明其已具备担任相应级别会计专业技术职务的任职资格。
三、会计师
会计师，是指我国会计专业技术职称中的会计专业技术资格。会计师须遵守中华人民共和国宪法和法律，具有良好的职业道德，对业务能力上应具有坚实的专业理论知识，掌握国内外现代的经济管理科学方法并了解发展趋势。有较高的政策理论水平和丰富的经济工作实践经验，能够解决重要经济活动中的实际问题，提出有价值的政策性意见，在加强经济管理和提高经济效益、社会效益提供重大作用。
四、注册会计师
注册会计师，是指通过注册会计师执业资格考试并取得注册会计师证书在会计师事务所执业的人员，简称为CPA，注册会计师考试科目为《会计》、《审计》、《财务成本管理》、《经济法》、《税法》、《战略与风险管理》。
2021年初级会计师备考已经开始，需要备考会计考试的可以到恒企教育学习，恒企教育是专业的教育培训机构，由专职教授和有丰富实战、教学经验的教师组成的研发团队，专注于会计培训行业产品研发和教学方式的创新。
这些方面的都挺好写的，你参考参考。题目很重要，所以选题要谨慎。
3. 论我国的融资租赁
4. 上市公司再融资问题研究
5. 上市公司并购融资问题研究
6. 民营企业融资困境及其对策分析
7. 小微企业融资机制研究
8. 中小企业集群融资研究
9. 电子商务与中小企业融资
10. 中小金融机构发展与中小企业融资
11. 股利政策的比较与选择
12. 中西方公司股利政策比较研究
13. 股票期权与经理人激励
14. 上市公司股利政策及其形成原因
15. 上市公司高管薪酬治理研究
2017财务管理论文选题(二)
1. 公司筹资管理
2. 企业适度负债研究
3. 公司营运资金管理
4. 公司经营的杠杆效应
5. 公司资本结构的选择方式
6. 公司筹资方式的选择与比较
7. 财务杠杆及其在筹资决策中的运用
8. 融资管理的问题及优化策略
9. 中小企业融资问题研究
10. 上市公司融资偏好研究
11. 我国企业融资租赁的现状及创新发展方向
12. 企业融资结构的比较分析
13. 负债经营对公司价值的影响研究—以某公司为例
14. 再融资方式与成本的比较
15. 上市公司融资优序问题研究
16. 上市公司资本结构优化研究
17. 公司治理与融资成本实证研究
18. 民营企业融资管理的问题及优化策略
19. 供应链融资研究
20. 公司债券融资研究
1. 股权激励对公司治理的影响
2. 上市公司股票期权激励问题研究
3. 上市公司股利政策影响因素研究
4. 盈余管理及其识别研究
5. 上市公司股权激励文献综述
6. 长期投资决策评价指标及其比较分析
7. 上市公司投资绩效研究
8. 上市公司投资决策研究
9. 上市公司市值管理研究
10. 中小投资者利益保护问题研究
11. 企业价值评估方法研究-----以某上市公司为例
12. 投资决策、筹资决策与股利政策的关系
13. 投资项目的财务可行性分析
14. 投资者保护理论与实证研究综述
15. 股权分置改革后的大股东行为研究
16. 上市公司投资者关系管理研究
17. 上市公司高管涉案的市场反应研究
18. 财务比率分析在企业管理中的应用
19. 财务分析方法及其应用
20. 财务分析理论研究
1. 财务分析指标体系的应用研究
2. 企业绩效评价指标研究
3. 上市公司财务指标的分析和调整
4. 上市公司绩效评价问题研究
5. 论自由现金流量与企业价值评估—以某上市公司为例
6. 企业业绩评价与激励机制的建立
7. 企业并购效应研究
8. 上市公司投资价值分析
9. 风险投资机构对上市公司投融资效率影响研究
10. 公司投资时机与投资规模分析
11. 公司投资方向与投资区域分析
12. 投资组合理论在股票投资中的应用研究
13. 我国风险投资问题研究
14. 权证投资的风险控制研究
15. 项目投资财务问题研究
16. 上市公司股权激励效应分析
17. 上市公司股利分配存在的问题及对策——以××公司为例
18. 现金股利与股票股利的比较分析
19. 自由现金流量对股利政策的影响分析
20. 薪酬激励与管理者行为的选择
存货不好写，因为你是学生吧，这些存货的东西你不好弄到；你要写就写一下企业公开的数据，比如资金链，这是出版材料里较多提到的，企业并购的资料论文也好找，财务战略的方面你写不了，给不出精神的主旨，建议写下筹资、金融市场、等内容的
大学专业学财务管理主要学习哪些课程？这些课程主要是为了提升你的专业能力，学习的时候大部分都是通识学习，就是你简单的了解一下皮毛，不要求你掌握特别深奥的某一领域的知识，那是到研究生阶段才会学的。
最主要的体现就是基础会计，中级财务管理，高级财务管理，这是学财务管理的人都要懂的，也就是最基本的做账写借贷的分录，做资产负债表，利润表，现金流量表，这些东西要是弄不明白的话，根本做不了管理工作，别人送给你一个报表你都看不出来问题在哪，那显然是不行的，所以最主观的知识就是学习记账的这个过程，这三本书或者说4本书能够学得明白，会计这一行基本就差不多了。
单纯学会计当然是不符合财务管理的培养目标了，还有一些其他的专业课程，比如说经济法税法，微观经济学，宏观经济学管理学，这些都是很主要的课程，还有一些学校提供选修类的专业课程，比如企业会计前沿这些就是开阔你的视野呢，前面所提到的那些事，你大学必修的专业课，比如经济法，微观经济学，宏观经济学税法，这些东西你是学不明白，等你考研究生的时候你会很痛苦，因为这里面有很大一部分都是考研究生必考的专业课。
选修的那些东西准备有必要一一详说了，因为每个学校都不一样，有的是侧重一些法律，有的侧重于管理学，有的侧重于经济学，这就因学校而不同了把。最基本的会计相关的，法律相关的管理相关的，经济相关的，然后再了解一些金融学的知识就差不多了。最主要的就是还是会计的内容，后面的就是了解一下，60%及格的这个成绩就差不多。
磁卡物理论文可参考的文献
参考文献自动生成：
知网
百度学术：
谷歌学术：
查找参考文献的网站：
1、文献党下载器（）一款资源集成的文献下载平台，几乎整合了所有中外文献数据库资源，覆盖全科以及各种文献类型。整合资源包括知网、万方、维普、SpringerLink、Elsevier（sciencedirect）、Wiley 、Web of Science、PubMed 、EI、ProQuest（国外学位论文）等数据库资源，还有大量的世界知名期刊，如：nature《自然》、science《科学》、CELL《细胞》、PNAS《美国科学院院报》等等。只要有互联网，在哪里都可以查找下载文献。
2、知网：全球最大的中文数据库。提供中国学术文献、外文文献、学位论文、报纸、会议、年鉴、工具书等各类资源，并提供在线阅读和下载服务。涵盖领域包括：基础科学、文史哲、工程科技、社会科学、农业、经济与管理科学、医药卫生、信息科技等。
3、万方数据库：是由万方数据公司开发的，涵盖期刊、会议纪要、论文、学术成果、学术会议论文的大型网络数据库；也是和中国知网齐名的中国专业的学术数据库。
学科分类：综合，机械，电子电气，计算机/信息科学，能源/动力工程，建筑/土木工程，艺术，社会科学，语言/文学，教育，哲学，政治，生物，材料科学，环境科学，化学/化工，物理，数学。
4、Web of Science是获取全球学术信息的重要数据库。其中以SCIE、SSCI、A&HCI等引文索引数据库，JCR期刊引证报告和ESI基本科学指标享誉全球科技和教育界。Web of Science收录了论文中所引用的参考文献，通过独特的引文索引，用户可以用一篇文章、一个专利号、一篇会议文献、一本期刊或者一本书作为检索词，检索它们的被引用情况，轻松回溯某一研究文献的起源与历史，或者追踪其最新进展；可以越查越广、越查越新、越查越深。
5、Wiley 作为全球最大、最全面的经同行评审的科学、技术、医学和学术研究的在线多学科资源平台之一，Wiley及旗下的子品牌出版了超过500位诺贝尔奖得主的作品。“Wiley Online Library”覆盖了生命科学、健康科学、自然科学、社会与人文科学等全面的学科领域。Wiley Online Library上有1600多种经同行评审的学术期刊，20000本电子图书，170多种在线参考工具书，580多种在线参考书，19种生物学、生命科学和生物医学的实验室指南（Current Protocols），17种化学、光谱和循证医学数据库（Cochrane Library）。
6、Elsevier（sciencedirect）是荷兰一家全球著名的学术期刊出版商，每年出版大量的学术图书和期刊，大部分期刊被SCI、SSCI、EI收录，是世界上公认的高品位学术期刊。scienceDirect是爱思唯尔公司的全文数据库平台，是全球最大的科学、技术与医学全文电子资源数据库，提供2500余种学术期刊以及37000余种图书的全文内容。包括全球影响力极高的CELL《细胞杂志》、THE LANCET《柳叶刀杂志》等。
7、SpringerLink是全球最大的在线科学、技术和医学(STM)领域学术资源平台。Springer 的电子图书数据库包括各种的Springer图书产品，如专著、教科书、手册、地图集、参考工具书、丛书等。具体学科涉及：数学、物理与天文学、化学、生命科学、医学、工程学、计算机科学、环境科学、地球科学、经济学、法律。
8、PubMed 是一个免费的搜寻引擎，提供生物医学方面的论文搜寻以及摘要的数据库。它的数据库来源为MEDLINE。其核心主题为医学，但亦包括其他与医学相关的领域，像是护理学或者其他健康学科。PubMed 的资讯并不包括期刊论文的全文，但可提供指向全文提供者（付费或免费）的链接。
参考文献标准格式：
1、参考文献类型：
普通图书[M]、期刊文章[J]、报纸文章[N]、论文集[C]、学位论 文[D]、报告[R]、标准[s]、专利[P]、数据库[DB]、计算机程序[CP]、电 子公告[EB]、联机网络[OL]、网上期刊[J／OL]、网上电子公告[EB／OL]、其他未 说明文献[z]。
2．参考文献格式及示例：
(1)专著、论文集、学位论文、报告：
[序号]主要责任者．文献题名[文献类型标识]． 出版地：出版者，出版年：起止页码(任选)．
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(2)期刊文章：
[序号]主要责任者．文献题名[T]．刊名，年，卷(期)：起止页码．
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(3)论文集中的析出文献：
[序号]析出文献主要责任者．析出文献题名[C]／／原文献主要 责任者(任选)．原文献题名．出版地：出版者，出版年：析出文献起止页码．
[6]钟文发．非线性规划在可燃毒物配置中的应用[C]／／赵玮．运筹学的理论与应 用——中国运筹学会第五届大会论文集．西安：西安电子科技大学出版社，1996： 468-471．
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(4)报纸文章：
[序号]主要责任者．文献题名[N]．报纸名，出版日期(版次)．
[8]谢希德．创造学习的新思路[N]．人民El报，1998—12—25(10)．
(5)国际、国家标准：
[序号]．标准编号，标准名称[s]．
[9]GB／T 16159—1996，汉语拼音正词法基本规则[s]．
(6)专利：
[序号]专利所有者．专利题名[P]．专利国别：专利号，出版日期．
[10]姜锡洲．一种温热外敷药制备方案[P]．中国专利：881056073，1989—07—26．
(7)电子文献：
[序号]主要责任者．电子文献题名[电子文献及载体类型标识]．(发表或 更新日期)[引用日期]．电子文献的出处或可获得地址．
[11]王明亮．关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展[EB／OL]．(1998—08— 16)[1998—10—04]．http：Hwww．cajcd．edu．cn／pub／wml．txt／980810—2．html．
[12]万锦坤．中国大学学报论文文摘(1983--1993)．英文版[DB／CD]．北京：中国 大百科全书出版社，1996．
(8)各种未定义类型的文献：
[序号]主要责任者．文献题名[z]．出版地：出版者，出 版年．
比如说这样：参考文献[1]姚雪灿，用MATLAB软件和液晶光阀实现傅立叶变换计算全息制作及其再现[2]丁大为，计算全息图及其数字重现的研究[3]陈家祯, 郑子华, 叶锋, 林秀兰，基于MATLAB 的计算全息干涉图仿真，福建师范大学学报(自然科学版) ，2006年4月，第22卷第2期
国内基本上按照国标GB-T 7714标准。国外不同期刊杂志的参考文献格式差别很大，最好到杂志网站上看说明或模板。
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，是当今最精密的一门自然科学学科。下文是我为大家整理的关于物理学方面的论文的 范文 ，欢迎大家阅读参考!
试谈物理学专业电动力学课程教学
动力学电磁现象的经典的动力学理论。通常也称为经典电动力学，电动力学是它的简称。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。
一、课程教学根本理念
第一，在教学中要尊重先生学习的主体性、教员教学的主导性，片面发扬先生的盲目性、自动性、发明性。第二，“电动力学”课程属于专业根底课程，教学内容布置上除了让先生学习本门课程的根本知识、根本实际、根本思绪，与其他物理学分支也具有个性和特性的关系。针对这一特点，教师在教学中要留意引导先生类似性抽象思想。第三，教学应突出探求式教学办法，改动传统的教学形式，把信息技术与电动力学课程最大限制地整合，运用多种古代 教育 手腕优化教学进程，推行启示式、探求式、讨论式、小制造等授课方式，培育先生的创新思想和创新理念。
二、在本课程教学中该当做到以下几点
1.讲授内容应实际联络实践
“电动力学”作为一门专业学科课程，是师范院校物理专业的根底实际课。教学中要求先生掌握课程的根本知识、根本实际和根本原理，使先生加深对所授知识的了解，更可深入看法电动力学的实践使用价值，到达学致使用的目的，同时提升先生剖析成绩、处理成绩的才能。
2.注重先生学习的主体性和集体性培育
从课程的设计到评价各个环节，在留意发扬教员在教学中主导作用的同134教改课改2016年3月时，应特别留意表现先生的学习主体位置，以充沛发扬先生的积极性和发掘学习潜能。要求先生能初步剖析消费、生活中的电动力学成绩，以提升先生的剖析成绩和处理成绩的才能。在电动力学实际的学习中运用数学工具处置成绩，使先生看法数学和物理的亲密关系，培育先生运用数学工具处理物理成绩的才能。培育先生自学才能，重要的不是教内容，而是教给先生学习办法。要充沛留意先生的兴味、专长和根底等方面的集体差别，因材施教，依据这种差别性来确定学习目的和评价办法，并提出相应的教学建议。课程规范在课程设计、教学方案、方案制定、内容选取和教学评价等环节上，为教学、学习提供了选择余地和开展的空间。
3.运用多种古代教育手腕优化教学环节
充沛应用古代化教学手腕，发扬信息化教学的劣势，加强先生的学习兴味，进一步强化需求掌握的知识点，拓宽知识面，加强先生的理论操作技艺，培育迷信的思想方式，这样先生能更好地掌握“电动力学”课程知识所触及的相关迷信办法，无效提升其发现成绩、剖析成绩、处理成绩的才能。
4.具有良好的实验条件，充沛保证明验和理论训练质量
鼓舞先生展开科研理论训练，参与各类科技竞赛。实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想，充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台，促进电动力学课程的教学。
三、课程学习战略探求
第一，针对“电动力学”是实际根底课的特点，先生必需坚持 课前预习 ，预习进程中无意识地提出成绩。课堂教学次要采用探求式课堂教学法，即每节课突出一个主题，讲清论透相关原理知识，每个主题经过师生多种方式的互动，教员及时理解、处理先生的疑问成绩，以加强先生的学习兴味。第二，将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手腕相结合。如课内讲授与课外讨论和制造相结合、根底实际教学与学科前沿讲座结合、根本实际与科研理论训练相结合。第三，鼓舞先生参与科研理论训练和各类科技竞赛。培育多样化使用型人才，以培育使用型、复合型、技艺型人才，加强 毕业 生失业才能，完本钱课的预期目的。第四，电动力学也是一门理论性很强的课程，其研讨对象是区别于实物的物质形状，具有笼统的特征。为防止课程教学的数学化，我们将充沛使用当代信息技术的劣势，比方说以视频教学材料加强先生的理性看法和入手才能。再次，实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质，充沛发扬先生的物理思想和物理探求才能。
四、课程教学办法探求
本课程教学中应留意电动力学实际与理论的结合，尊重先生学习的主体性，适当布置指点性自习，培育先生的自学才能。增强对先生课前、课后的答疑辅导，注重先生才能的培育，使先生经过对电动力学中根本实际的了解，看法和掌握电动力学原理的研讨规律，开辟思绪，初步培育先生的科研思想。
1.“双边反应式”教学法
这种教学法由“自学”和“反应”两局部构成，其着眼点是先生在教员指点下的自学和教员由反应来的信息而停止的有重点的解说，使先生的才能在重复训练中失掉锤炼。“自学”和“反应”表现了先生和教员的互相联络、互相配合、互相作用的训练进程。
2.以成绩为中心，展开课堂讨论
式教学法建议课堂教学中遵照迷信性、主体性、开展性准绳，采用以先生为主体的小组讨论式的办法，从提出成绩动手，激起先生学习的兴味，让先生有针对性地去探究并运用实际知识处理实践成绩;也可以针对教研室科研任务中遇到的成绩设计讨论或考虑题，以启示先生剖析、讨论有关电动力学成绩，学习并稳固电动力学知识，开辟思绪，培育科研思想。
3.倡导学导式的教学方式
在教员指点下，先生停止自学、自练，教员把先生在教学进程中的认知活动视为教学活动的主体，让先生自动地去获取知识，开展各自才能，从而到达在充沛发扬先生自动性的根底上，渗入教员的正确引导，使教学单方各尽其能，各得其所。
4.多展开课外理论活动
课外理论训练中，要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质。鼓舞和指点有才能的先生进入科研理论训练，参与各类科技竞赛。将先生撰写的课程小论文融入教学全进程,从中选出有质量的项目进入科研理论训练。充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台，促进电动力学课程的教学，培育使用型、复合型、技艺型人才，加强毕业生失业才能。“电动力学”作为一门探求性课程，在课堂教学中，要突出先生的参与性，使他们自动获取而不是主动承受迷信结论，互动思想使先生觉得电动力学发人沉思，不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“个性”和“特性”的关系。为了激起先生学习兴味，可以常常采用课堂讨论方式，由先生发问，在教员引导下大家讨论， 总结 得出正确结论。由于剖析“电动力学”需求运用笼统思想，所以课堂教学应充沛运用多媒体，尽量运用图像和颜色搭配，使先生树立正确的物理图像。留意“信息技术”与“电动力学”课程的无效整合，这关于全体优化教学进程，进步先生的专业知识学习效果、进步先生的信息技术才能、培育先生的协作认识和创新肉体均具有严重的理想意义。同时，可将教学实际使用到创新理论才能训练中，使用到物理、电子等各类竞赛中。
参考文献：
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[2]郑伟，吕嫣.电动力学网络教学平台建立的研讨[J].沈阳师范大学学报(自然迷信版)，2013，31(4)：531-534.
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[5]付长宝，徐国慧，王希英.基于电动力学教学变革的学习办法讨论[J].通化师范学院学报，2009，30
试谈电力信息物理融合系统
【摘 要】嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能，基于信息物理系统(CPS)技术构建电力信息物理融合系统(CPPS)为实现未来智能电网提供了新的思路。本文对CPPS平台进行了初步研究分析，介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。
【关键词】CPPS;同步PMU;开放式通信;分布式控制
引言
受能源危机、环保压力的推动，以及用户对电能质量(QoS)要求的不断提高，当代电力系统不再符合社会的发展需求，智能电网(Smart Grid)成为未来电力系统的发展方向。智能电网的发展原因主要有以下几个方面：
1)分布式电源(Distributed Generation，DG)大量接入电网导致的系统稳定性问题。由于DG的大量接入使电网变成一个故障电流和运行功率双向流动的有源网络，增加了系统的复杂度和脆弱度，因此亟需发展智能电网以解决DG大量接入电网导致的系统稳定性问题。
2)电力用户对电能质量(QoS)要求的不断提高。现代社会短时间的停电也会给高科技产业带来巨额的经济损失，近年来发生的大停电事故更是给社会带来了难以估量的经济损失。因此，亟需建立坚强自愈的智能电网以提供优质的电力服务。
论文主体结构如下：第1部分介绍了近年来信息物理系统(Cyber Physical System ，CPS)技术的发展以及CPS与智能电网的相互关系;第2部分介绍了电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的硬件平台模型;第3部分介绍了同步相量测量装置(Phasor Measurement Units，PMU)技术;第4部分对CPPS中的开放式通信网络进行了初步分析;第5部分对CPPS的分布式控制技术进行了简单介绍;最后第6部分做出全文总结。
1 CPS与智能电网的相互关系
CPS技术的发展得益于近年来嵌入式系统技术、计算机技术以及网络通信技术等的高速发展，其最终目标是实现对物理世界随时随地的控制。CPS通过嵌入数量巨大、种类繁多的无线传感器而实现对物理世界的环境感知，通过高性能、开放式的通信网络实现系统内部安全、及时、可靠地通信，通过高精度、可靠的数据处理系统实现自主协调、远程精确控制的目标[1]。
CPS技术已经在仓储物流、自主导航汽车、无人飞机、智能交通管理、智能楼宇以及智能电网等领域得以初步研究应用[2]。
将CPS技术引入到智能电网中，可以得到电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的概念。为了分析CPPS与智能电网的相互关系，首先简单回顾一下智能电网的概念。目前关于智能电网的概念较多，并且未达成一致结论。IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske认为智能电网有3个层面的含义：首先利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节的关键设备的运行状况进行实时监控;然后把获得的数据通过网络系统进行传输、收集、整合;最后通过对实时数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行进行优化管理的目的[3-4]。
从上文关于CPS和智能电网的介绍中可以看出，CPS与智能电网在概念上有相通之处，它们均强调利用前沿通信技术和高端控制技术增强对系统的环境感知和控制能力。因此，在CPS基础上建立的CPPS为促进电力一次系统与电力信息系统的深度融合，最终实现构建完整的智能电网提供了新的思路和实现途径。
2 CPPS的硬件平台架构
基于分布式能源广泛接入电网所引起的系统稳定性问题以及建立坚强自愈智能电网的总体目标，建立安全、稳定、可靠的智能电网成为未来电力系统研究的重要方向，同时也是CPPS研究的主要内容。
传统的电力系统监测手段主要有基于电力系统稳态监测的SCADA/EMS系统和侧重于电磁暂态过程监测的各种故障录波仪，保护控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保护控制装置安装处的就地控制方式[5]。就地控制方式易于实现，并且响应速度快，但是由于利用的信息有限，控制性能不够完善，不能预测和解决系统未知故障，对于电力系统多重反应故障更不能准确动作。集中控制方式利用系统全局信息，能够优化系统控制性能，但是计算数据庞大、通信环节多，系统响应速度慢，并且现有SCADA系统主要对电力系统进行稳态分析，不能对电力系统的动态运行进行有效地控制。
针对目前电力系统监测、控制手段的不足，要建立坚强自愈的未来智能电网，必须建立相应的广域保护的实时动态监控系统，CPPS的硬件平台就是在此基础上建立起来的。
CPPS的硬件平台6层体系架构如图1所示，主要包括：物理层(电力一次设备)、传感驱动层(同步PMU)、分布式控制层(智能终端单元STU、智能电子装置IED等)、过程控制层(控制子站PLC)、高级优化控制层(SCADA主站控制中心)和信息层(开放式通信网络)。
其中，底层的物理层是指电力系统的一次设备，如发电厂、输配电网等。传感驱动层主要用于对电力系统的动态运行参数进行实时监控，测量参数包括电流、电压、相角等，在CPPS中广泛使用的测量装置是同步PMU。分布式控制层主要包括各STU/IED，为广域保护的分布式就地控制提供反馈控制回路。过程控制层主要指枢纽发电厂和变电站的控制子站，是CPPS的重要组成部分，通过收集多个测量节点的数据信息，建立系统层面的控制回路，并做出相应的控制决策。高级优化控制层是指调度中心控制主站，主要为电力系统的动态运行提供人工辅助优化控制。顶层的信息层即智能电网的开放式通信网络，注意信息层并不是单独的一层，而是重叠搭接CPPS的各个分层，为CPPS内部各组件提供安全、及时、可靠的通信。
上文给出了CPPS的硬件平台模型，但要在电力系统中具体实现CPPS，涉及诸多方面的技术难题，下面对CPPS中的同步PMU、开放式通信网络以及分布式控制等分别加以简单介绍。
3 同步PMU测量技术
同步PMU是构建CPPS的基础，它为CPPS中广域保护的动态监测提供了丰富的测量数据。同步PMU装置主要对电力系统内部的同步相量进行测量和输出，装设点包括大型发电厂、联络线落点、重要负荷连接点以及HVDC、SVC等控制系统，测量数据包括线路的三相电压、三相电流、开关量以及发电机端的三相电压、三相电流、开关量、励磁电流、励磁电压、励磁信号、气门开度信号、AGC、AVC、PSS等控制信号[6]。利用测得的数据可以进行系统的稳定裕度分析，为电力系统的动态控制提供依据。
同步PMU的硬件结构框图如图2所示。
其中，GPS接收模块将精度在±1微秒之内的秒脉冲对时脉冲与标准时间信号送入A/D转换器和CPU单元，作为数据采集和向量计算的标准时间源。由电压、电流互感器测得的三相电流、电压经过滤波整形和A/D转换后，送到CPU单元进行离散傅里叶计算，求出同步相量后再进行输出。注意，发电机PMU除了测量机端电压、电流和励磁电压、电流以外，还需接入键相脉冲信号用以测量发电机功角[7]。
4 CPPS的开放式通信网络
建立CPPS的开放式通信网络，应该在保证安全、及时、可靠的通信的基础上，使系统具有高度的开放性，支持自动化设备与应用软件的即插即用，支持分布式控制与集中控制的结合。对于建立的开放式通信网络，需要进行通信实时性分析、网络安全性和可靠性分析。
IEC 61850标准的应用
IEC 61850标准作为新一代的网络通信标准而运用于智能变电站中，支持设备的即插即用和互操作，使智能变电站具有高度的开放性。IEC 61850标准是智能变电站的网络通信标准，同时正在进一步发展成为智能电网的通信标准[8]，因此，使用IEC 61850作为CPPS通信网路的通信标准是最佳选择。
IEC 61850的核心技术[9]包括面向对象建模技术、XML(可扩展标记语言)技术、软件复用技术、嵌入式 操作系统 技术以及高速以太网技术等。
通信网络配置与分析
对于CPPS开放式通信网络的网络配置，可参考智能变电站的三层二网式网络结构配置，构建CPPS的3层式通信网络，如图3所示。
其中，底层为位于发电厂、变电站和重要负荷处的大量PMU、STU/IED，分别负责采集实时信息和执行保护控制功能。中间层为控制子站(过程控制单元PLC)，每个控制子站与多个PMU、STU/IED相连，以完成该分区系统层面的保护控制，并根据需要将数据上传到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上传数据，处理以后将控制信息下发到各控制子站，以实现CPPS的广域保护控制功能。注意，各层设备均嵌入GPS实现精确对时，保证全系统的同步数据采样。
5 CPPS的分布式控制机理
要建立坚强自愈的智能电网，必须利用新型控制机理建立可靠的电力控制系统。根据电力故障扩大的路径和范围以及故障的时间演变过程，文献[10-11]中提出建立时空协调的大停电防御框架，建立了电力系统的3道防线，为实现智能电网的广域动态保护控制奠定了良好的基础。
电力系统的分布式控制(Distributed Control，DC)是相对于传统的SCADA主站集中控制方式而言的，指的是多机系统，即用多台计算机(指嵌入式系统，包括PLC控制子站和STU/IED等)分别控制不同的设备和对象(如发电机、负荷、保护装置等)，各自构成独立的子系统，各子系统之间通过通信网络互联，通过对任务的相互协调和分配而完成系统的整体控制目标[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制，集中管理”。在电力系统的3道防线的基础上，结合分布式控制技术，建立CPPS的3层控制架构，如图4所示。
其中，分布式控制层主要是在故障发生的起始阶段(缓慢开断阶段)采取的控制 措施 ，其控制目标应该是保证系统在不严重故障下的稳定性，防止故障的蔓延。过程控制层是在系统已经发生严重故障时(级联崩溃开始阶段)所采取的广域紧急控制措施，需要付出较大的代价。通常针对可能会使系统失稳的特定故障，往往需要投切非故障设备以保证系统的稳定性。广域的紧急控制措施应该在故障被识别出的第一时间立即实施，控制措施实施越晚，控制效果越差。优化控制层是在前两层控制均拒动或欠控制而没有取得控制效果，同时在检测到各种不稳定现象后所采取的控制措施，通常需要进行多轮次的切负荷和振荡解列。在电力恢复阶段，要有自适应的黑启动和自痊愈的控制方案。
6 结语
将CPS 方法 引入到电力系统中，建立CPPS的模型平台，为建立坚强自愈的智能电网提供新的思路。文中对CPPS中的同步PMU测量技术、开放式通信 网络技术 、分布式控制技术分别进行了简单介绍。