Введение

Введение

Электротехника – общеобразовательная дисциплина, изучающая использование электромагнитных явлений для практических целей, а также вопросы производства, передачи на расстояние и преобразования электрической энергии в другие виды энергий.

Основные понятия электротехники

Электрическое поле – одна из форм проявления электромагнитного поля, характеризующаяся напряженностью электрического поля

                                               Е – эдс   (В)

Потенциал – энергия заряженной частицы или узла

                                            φ (В)

Напряжение или разность потенциалов

                                           U = φ_а - φ_в (В)

Рекомендуемые материалы

Ток –  направленное движение электрических зарядов. Токи могут быть:  постоянными, значение и направление которых не изменяется во времени, переменными, значение и направление которых изменяется во времени. I (А)

Сопротивление R (Ом)

Проводимость  (Сим)

Топология электрических схем

Количество ветвей - р

б) узел – q  место соединения трех и более ветвей, узлы  бывают потенциальные или геометрические рис. 1

                                                          

Рис. 1

Четыре узла геометрических (abcd) и три потенциальных (abc) так как потенциалы узлов с и d равны: φс = φd

в) Контур - замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей и узлов   разветвленной  электрической цепи – abcd , рис. 1. Независимый контур имеющий хотя бы одну новую ветвь.

г) Двухполюсник - часть электрической цепи, имеющая два полюса-вывода.  Двухполюсники бывают активные и пассивные

д) Четырехполюсник- часть электрической цепи, имеющая четыре полюса-вывода, бывают активные и пассивные

Электрическая цепь и ее элементы

Электрической цепью называют совокупность генерирующих, приемных и вспомогательных устройств, соединенных электрическими проводами и образующие замкнутый путь для электрического тока.

Источники электрической энергии – преобразователи химической, механической, тепловой, световой и т.д. энергий в электрическую энергию:

и т.д.

Приемники электрической энергии:

а) с необратимыми процессами преобразования электрической энергии в другие виды энергии:                        

и др.

б)  с обратимыми процессами преобразования электрической  и магнитной энергии

Вспомогательные устройства:

а) Коммутаторы, управляющие режимом работы электрической цепи

б) Реле

в) предохранители, для защиты от перенапряжения или недопустимых значениях тока.

г) Выключатели, переключатели.

Классификация элементов электрической цепи

Законы, описывающие работу электрической цепи

1. Закон Ома – сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Обобщенный закон Ома для активной ветви:  

Правило: ЭДС и напряжение берутся со знаком «+», если их направления совпадают с направлением тока, и со знаком «–» , если нет.

2. Законы Кирхгофа

1-ый закон: алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в одном узле, равна нулю. Правило: ток втекающий в узел берется с «+» и вытекающий с «–».

Σ I_i = 0, например: I₁ + I₂ - I₃ = 0

2-ой закон: алгебраическая сумма напряжений на резистивных элементах замкнутого  активного контура- macn (рис.1)  равна алгебраической сумме ЭДС, входящих в этот контур.

ΣR_i·I_i = ΣE_i

Пример: Составим уравнение по 2-му закону Кирхгофа для 1 контура и для 2 контура, рис.1 :

алгебраическая сумма напряжений всех участков замкнутого пассивного контура abcd (рис.1) равна 0.

ΣU_i = 0

Обратите внимание на лекцию "11 Связь интенсивности высвобождения энергии с коэффициентом интенсивности напряжений".

Правило: если ЭДС и ток имеют одинаковое направление с направлением обхода  контура, то они берутся с «+», если нет, то с «–».

3. Закон Джоуля-Ленца

Мощность источника эл. энергии определяется как произведение тока на напряжение:

P_ист = U·J или Р_ист = Е·I

Мощность приемника определяется как произведение квадрата тока на сопротивление ветви:

Р_пр = I²·R