Основные понятия электрических цепей

1.

Тема: «Основные
понятия
электрических
цепей»

2. Состав электрической цепи

Электрическая
цепь
Источники
электрической
энергии
Приемники
электрической
энергии
Вспомогательные
элементы

3.

Последовательное соединение
проводников
Принципиальная схема
Монтажная схема

4.

Параллельное соединение
проводников
Принципиальная схема
Монтажная схема

5. Идеализированные двухполюсные элементы

ИДЭ
Идеальный
резистор
Идеальная
индуктивная катушка
Идеальный
конденсатор
Идеальный
источник
напряжения
Идеальный
источник
тока

6. Понятие об электрическом токе

Электрический ток проводимости
q dq
i (t ) lim
t 0 t
dt
Постоянный электрический ток
q q
i(t ) I const
t t

7.

Электрические величины и единицы
их измерения
Мгновенное значение тока
q dq
i lim
.
t 0 t
dt
Андре-Мари
Ампер 1775 - 1836
Единица измерения тока в системе СИ –
ампер (А).

8.

Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр.
Схема включения: амперметр включается в электрическую
цепь последовательно с элементом, в котором он измеряет
электрический тока.
Амперметр - электрический прибор для измерения силы тока.
Амперметр
Амперметр
лабораторный технический
Амперметр
демонстрационный
АМПЕР Андре Мари
(22.I 1775 - 10.VI 1836)
французский физик,
математик и химик
Условное
обозначение на
схемах

9. Понятие о напряжении

1
A
А E dl FЭ dl
qA
q
A
B Edl
B
В
u А B E dl
А
Электрическое напряжение

10. Понятие о напряжении

w dw
u lim
q 0 q
dq
Напряжение между точками А и В
q 0
Единица измерения напряжения
в системе СИ – вольт(В).

11. Понятие об ЭДС

Электродвижущая сила –

12.

Электрическое напряжение. Единицы
напряжения. Вольтметр
Вольтметр –
электрический
прибор для
измерения
напряжения.
.
Схема включения:
вольтметр включается в
электрическую цепь
параллельно тому
элементу, на котором он
измеряет напряжение.
Условное обозначение на
схемах
ВОЛЬТА Алессандро (1745-1827) итальянский
физик и физиолог
Вольтметр технический
Вольтметр
лабораторный
Вольтметр лабораторный

13. Понятие о мощности и энергии

w dw
u lim
q 0 q
dq
dw udq uidt
Энергия,
затрачиваемая на
перемещение
заряда:
dw dq dw
p ui
dq dt dt
q
t
0
w udq uidt

14. Понятие о мощности и энергии

Мгновенная мощность
участка цепи:
dw
p
ui .
dt
t
w(t ) pdt
Мощность
измеряется в
ваттах (Вт)
Джеймс Уатт
1736 – 1819
Энергия
измеряется в
джоулях (Дж)
t2
W w(t 2 ) w(t1 ) pdt
t1
Джеймс Джоуль
1818 – 1889

15.

Экспериментальное определение мощности
электрического тока
P U I
1Вт 1В А

16.

Электрическая цепь может быть потребителем и
источником энергии
p ui 0
p ui 0

17.

Резистивный элемент

18. Условное графическое обозначение и ВАХ резистивного элемента

19.

Резистивный элемент
Вольт-амперные характеристики нелинейных
резистивных элементов
Лампа накаливания
Полупроводниковый диод

20.

Резистивный элемент
Если ВАХ – прямая, проходящая
через
начало
координат,
то
резистор называют линейным.
Закон Ома:
u R Ri R
i R Gu R
R – сопротивление
Георг Симон Ом
1789 – 1854
u Ri
Единица измерения сопротивления – Ом.

21.

Резистивный элемент
Закон Ома:
i Gu
Проводимость:
G 1
R
Вернер фон Сименс
1816-1892
Единица измерения проводимости – Сименс
(См).

22.

Электрическое сопротивление. Единицы
сопротивления. Закон Ома для участка цепи.
Сопротивление
Обозначение: R.
Единица измерения: 1 Ом.
Определяющая формула:
U
R
I
-удельное сопротивление вещества,
l - длина проводника, S - площадь
поперечного сечения проводника.
Условное
обозначение на
схемах
Омметр лабораторный

23.

Магнитное действие тока - проводник с током
приобретает магнитные свойства;
- наблюдается при наличии электрического тока в
любых проводниках (твердых, жидких, газообразных).

24.

Тепловое действие тока- электрический ток
вызывает разогревание металлических
проводников (вплоть до свечения).

25.

Химическое действие тока.
-при прохождении электрического тока через электролит
возможно выделение веществ, содержащихся в растворе, на
электродах..
- наблюдается в жидких проводниках.

26.

ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА
Количество теплоты, которое выделяется при протекании
электрического тока по проводнику, зависит от силы тока
в этом проводнике и от его электрического сопротивления

27.

28.

Нагревание проводников электрическим
током.
U I R
A IUt I IRt I Rt
2
U
I
R
U
U 2t
A
Ut
R
R

29.

Работа электрического тока
!
A Pt
1Вт ч 3600 Дж
1
кВт
ч
1000
Вт
ч
3600000
Дж
1 Дж 1Вт с

30.

d
e
dt

31.

Закон электромагнитной индукции
Майкла Фарадея (открыт в 1831 г.)
d
e
dt
diL
u L e L
dt
t
1
iL
u L dt
L
di L
PL u L iL LiL
dt
Это закон устанавливает взаимосвязь между магнитными и
электрическими явлениями.
Формулировка: ЭДС электромагнитной индукции, в
контуре численно равна и противоположна по
знаку скорости изменения магнитного потока
сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.