Lekcija_1

1. Электротехника и электроника

2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Электрический ток – это направленное движение
носителей электрических зарядов.
Электрическая цепь - совокупность устройств,
обеспечивающих генерирование, передачу и
использование электрической энергии.
Элементы электрической цепи – это отдельные
устройства, составляющие электрическую цепь.
Источники электрической энергии (источники
питания)–это элементы электрической цепи,
генерирующие электрическую энергию,
называют источниками электрической энергии.
Приемники электрической энергии (потребители)
- это элементы, потребляющие электроэнергию.

3.

Параметр – это свойство каждого элемента
электрической цепи.
Сопротивление r характеризует свойство элемента
поглощать энергию
электрической цепи и
преобразовывать ее в другие виды энергии
(тепловую, световую).
Индуктивность L характеризует свойство элемента,
состоящее
в
возникновении
собственного
магнитного поля при прохождении через элемент
электрического тока .
Емкость
С характеризует свойство элемента
накапливать
заряды
характеризует
параметр емкость.

4.

Электрические цепи могут быть:
неразветвленными или разветвленными;
с одним или несколькими источниками питания:
линейными или нелинейными;
постоянного или переменного тока.

5.

Вольт-амперная
характеристика
–
это
зависимость напряжения на сопротивлении от
тока U(I) или тока от напряжения I(U) .

6.

Если в приемнике отношение напряжения к току есть
величина постоянная [U(I) = r = const], то приемник
является линейным элементом и его вольт-амперная
характеристика имеет вид прямой линии, проходящей
через начало координат (на рис. линия 2).
Если же это отношение непостоянно, то приемник будет
нелинейным элементом электрической цепи и его вольтамперная характеристика непрямолинейна (на рис.
кривая 1).
Линейные электрические цепи – это цепи, которые
состоят только из линейных элементов.
Нелинейные электрические цепи – это цепи, в которые
входит хотя бы один нелинейный элемент.

7.

8.

В
рассматриваемой
цепи
на
внешнем
участке аb положительные заряды движутся в
сторону убывания потенциала φ, а на участке 12, т. е. в источниках, перенос положительных
зарядов происходит в направлении возрастания
потенциала, т. е. против электростатического
поля.
Сторонние
силы
–
это
силы
неэлектростатического происхождения.
Интенсивность сторонних сил характеризуется
значением электродвижущей силы (э. д. с.) Е.

9.

Э. д. с равна работе А сторонних сил,
совершаемой при перемещении единичного
положительного заряда q внутри источника
от зажима с отрицательным потенциалом к
зажиму с положительным потенциалом:
Е = A/q
Э. д. с. равна разности потенциалов или
напряжению между положительным и
отрицательным
зажимами
разомкнутого
источника .

10.

Электрическое поле на внешнем участке
цепи ab характеризуется напряжением или
разностью потенциалов между этими точками:
Э.д.с. замкнутого контура равна сумме падений
напряжения на его участках:

11.

За положительное направление э. д. с.
принимают направление действия сторонних сил
на положительный заряд, т. е. направление от
зажима с меньшим потенциалом к зажиму с
большим потенциалом.
За
положительное направление напряжения
принимают направление в сторону понижения
потенциала в электрической цепи, т. е.
направление от точки с большим потенциалом к
точке с меньшим потенциалом.

12.

13.

Напряжение на зажимах источника питания при
увеличении тока сначала (участок cb) убывает по
линейному закону: затем при дальнейшем росте
тока линейность нарушается и внешняя
характеристика (участок bа) становится
нелинейной.
При токе короткого замыкания напряжение
становится равным нулю (точка а).
Мощность источника питания:
P = E·I

14.

Переменный ток - электрический ток,
изменяющийся во времени.
Мгновенное значение тока – это значение
переменного тока для заданного момента
времени.
i = dq / dt
Постоянный ток - электрический ток, значение
и направление которого не изменяются.
I=q/t

15.

16.

Пассивные элементы – это элементы
электрической
цепи,
поглощающие
или
накапливающие энергию магнитного или
электрического
поля
и
характеризуемые
параметрами г, L, М, С.
Источники,
заряженные
аккумуляторы,
двигатели постоянного тока, электронные
лампы, транзисторы, диоды, для характеристики
работы которых кроме пассивных параметров
необходимо
вводить
э.
д.
с.,
называют активными.

17.

Резистор - это специальное устройство, вводимое в
электрическую цепь для регулирования тока и
напряжения.
Потокосцепление:
Параметр взаимной индуктивности М характеризует
способность
одного
индуктивного
элемента
с
током It создавать магнитное поле, которое частично
пронизывает витки другого индуктивного элемента.
Электрическая
емкость
С
представляет
собой
коэффициент пропорциональности между зарядом q и
напряжением на элементе: q = СU.
Конденсатор – это реальный элемент, основной
характеристикой которого является параметр С.

18.

19.

Идеальным источником э. д. с. (напряжения) -это
источник, внутреннее сопротивление которого равно
нулю, а э. д. с. Е постоянна и равна э. д. с. реального
источника, причем эта э. д. с. не зависит от тока
нагрузки, проходящего через источник: E = U = const.
Идеальным источником тока - это источник с
внутренним сопротивлением, равным бесконечности, и
током, не зависящим от сопротивления нагрузки цепи r,
т. е. током, значение которого не зависит от значения
напряжения и равно току короткого замыкания
Ik источника питания.
Внешняя характеристика идеального источника э. д. с.
представляет собой горизонтальную прямую cd.
Внешняя характеристика идеального источника тока вертикальная прямая ab .