Тема № 2 Электрическая цепь и ее элементы.

План: 1)Определение цепи

2)Элементы цепи

3)Электрическая схема

4)Условное графическое обозначение (УГО) некоторых элементов схемы и измерительных приборов.

5)Режимы работы цепи

Электрической цепью называются совокупность элементов и устройств для получения в них электрического тока.

 

Элементы электрической цепи: 1)Источник электрической энергии или источник питании- преобразует какой либо вид энергии в электрическую.

2)Приемник электрической энергии или потребитель или

нагрузка - преобразует электрическую энергию в другой вид энергии в зависимости от назначения потребителя.

3)Соединительные провода или соединительная система -

передает электрическую энергию от источника к потребителю

Электрической схемой называется графическое изображение электрической цепи.

где: U- напряжение во внешней цепи оно всегда меньше ЭДС т.к. есть потери. U=E-

где: –это напряжение потерь внутри источника.

- нагрузка или потребитель

- Источник питания постоянного сигнала

где Е-ЭДС (электродвижущая сила)

Источник является внутренним участком электрической цепи.

Нагрузка и соединительные провода являются внешним участком электрической цепи.

Условия возникновения токов в цепи: 1) наличие источника

2)наличие потребителя

3)замкнутая цепь

Режимы работы электрической цепи

1)Номинальным режимом называется режим, при котором значения токов, напряжений, мощности или других параметров соответствуют номинальным значениям.

2) Рабочим режимом называется режим, при котором значение токов, напряжений, мощности и других параметров отличаются от номинальных в допустимых пределах.

3)Режимом холостого хода называется режим, при котором ток в электрической цепи равен нулю.

4)Режимом короткого замыкания называется режим, при котором участок электрической цепи или вся цепь замкнуты накоротко при этом напряжение равно нулю, а токи в десятки, сотни раз превышают номинальные значения. Этот режим опасен он может привести к механическим и тепловым повреждениям плавлению и возгоранию.

Тема № 3 электрическое сопротивление и проводимость

План: 1)Определение сопротивления и проводимости

2)Закон Ома для участка цепи

3)Закон Ома для всей цепи

4)Основные расчетные формулы сопротивления и проводимости

5)Определение резистора

Сопротивление – это способность вещества или материала противодействовать электрическому току.

Проводимость – это способность вещества или материала проводить электрический ток.

Резистор – это устройство, предназначенное для включения в электрическую цепь с целью ограничения и регулировки тока в цепи.

Основная расчетная формула сопротивления и проводимости – формула зависимости сопротивления и проводимости от его геометрических параметров проводника.

Формула проводимости от геометрических параметров проводника: , См

Где: - удельная проводимость зависит от электрических свойств материала проводника

- длина проводника

Формула сопротивления от геометрических параметров проводника:

Где: – удельное сопротивление

– площадь поперечного сечения проводника

– длина проводника

Сопротивление и проводимость обратно пропорциональны => ;

; ;

Закон Ома для участка цепи – ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению на этом участке, и обратно пропорционален сопротивлению этого участка.

, А

Закон Ома для всей цепи – ток в цепи прямо пропорционален ЭДС источника и обратно пропорционален сумме внешнего и внутреннего сопротивления цепи.

, А

 

Где: R – сопротивление внешнего участка цепи

– сопротивление внутреннего участка цепи

Тема № 4 Мощность электрической цепи.

Закон Джоуля-Ленца

План: 1)Определение мощности

2)Мощность источника

3)Мощность потребителя

4)Мощность потерь

5)Баланс мощностей

6)КПД

7)Закон Джоуля-Ленца

Мощность – это скорость совершения работы или скорость преобразования одного вида энергии в другой.

Основная формула мощности: , Вт

P – мощность

A – работа

t – время

Мощность источника – это скорость, с которой какой либо вид энергии преобразуется в источнике в электрическую энергию.

Она равна: , Вт

где Е – ЭДС источника и ток в цепи

Мощность потребителя – это скорость, с которой электрическая энергия в потребителе преобразуется в другой вид энергии.

Она равна: , Вт

где U – это напряжение на потребителя

 

Мощность потребителя можно выразить через напряжение и сопротивление или через ток сопротивления.

Мощность потерь – она характеризует непроизводительный расход энергии.

Она равна:

где – это напряжение потерь внутри источника

Баланс мощностей – мощность источника равна сумме мощности потребителя плюс мощность потерь.

Она равна:

КПД – коэффициент полезного действия

η =

КПД показывает какой процент полезной мощности (мощность потребителя) составляет от затраченной мощности(мощность источника).

КПД всегда < 100% т.к. из-за потерь.

Закон Джоуля-Ленца – количество тепла выделенного током в проводнике прямо пропорционально квадрату тока протекающего по проводнику сопротивлению проводника и времени прохождения тока по проводнику.

Где:

Q - количество теплоты, выделяемое током

I - сила тока, проходящего по проводнику

R - это сопротивление, оказываемое проводником

t - время, затрачиваемое на прохождение тока

 

Тема № 5 Конденсаторы

План: 1)Определение, назначение, применение конденсатора

2)УГО

3)Основные свойства и параметры конденсатора

4)Энергия электрического поля конденсатора

5)График заряда и разряда конденсатора

Конденсатор – это система состоящая из двух проводников (обкладок) разделенных диэлектриком.

Конденсатор обладает свойством накапливать и удерживать на своих обкладках равные по величине и противоположные по знаку заряды.

 

Заряд в каждой из обкладок пропорционален напряжению между ними.

Он равен: q=c*U, Кл , Ф

где С -коэффициент пропорциональности, который называется электрической емкостью конденсатора, размерность – Фарад (Ф).

Электрическая емкость зависит от геометрических параметров конденсатора и диэлектрических свойств диэлектрика. , Ф

где ε - диэлектрическая проницаемость

S – площадь одной из обкладок

d – расстояние между обкладками

Конденсатор подключенный к источнику накапливает заряд при этом он заряжается с течением времени.

Заряженный конденсатор подключенный к нагрузке создает на ней ток до тех пор пока полностью не разрядится в течении какого-то времени.

График заряда и разряда конденсатора:

Конденсатор заряжается и разряжается по экспоненте.

Время заряда и разряда конденсатора зависит от его электрической емкости и от сопротивления резистора через которое он заряжается и разряжается. Определяется это время постоянной времени, которая равна:

τ – тау(постоянная времени) τ = R*C

Заряженный конденсатор создает вокруг себя электрическое поле.

Энергия электрического поля конденсатора равна:

, Дж

где С - емкость конденсатора
q - заряд конденсатора
U - напряжение на обкладках конденсатора

 

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: