Электротехника, электроника и электрооборудование

1. ОП.11 Электротехника, электроника и электрооборудование

Лекции: 60 ч.
Практические работы: 30 ч.
Итоговая форма контроля:
1 семестр – контрольная работа
2 семестр – экзамен

2. Электротехника – это наука, которая занимается использованием свойств электромагнитного поля для получения, передачи и

преобразования электрической
энергии.
Область практического применения электротехники
имеет четыре связанные друг с другом направления :
1.Получение электрической энергии.
2.Передача энергии на расстояние.
3.Преобразование электромагнитной энергии.
4.Использование электроэнергии.

3. Электрический ток

Все металлы являются проводниками электрического
тока. Они состоят из пространственной
кристаллической решетки, узлы которой совпадают с
центрами положительных ионов. Вокруг ионов
хаотически движутся свободные электроны.
Электрическим током в металлах называется
упорядоченное движение свободных электронов.
Электрические заряды могут двигаться упорядоченно
под действием электрического поля, поэтому
условием для существования эл. тока является
наличие электрического поля и свободных
носителей эл.заряда.
Кристаллическая
решетка

4.

Постоянный ток —
электрический ток, не
изменяющийся по времени и по
направлению.
За направление тока принимают
направление движения
положительно заряженных частиц.
В том случае, если ток образован
движением отрицательно
заряженных частиц, направление
его считают противоположным
направлению движения частиц.
Наиболее
распространенные источники
постоянного тока —
гальванические элементы,
аккумуляторы, генераторы
постоянного тока и
выпрямительные установки.

5.

6. Электрическая цепь, ее функциональные и топологические элементы.

Электрическая цепь - это
совокупность устройств,
предназначенных для производства,
передачи, преобразования и
использования электрического тока.
Электрическая схема - это
графическое изображение
электрической цепи, включающее в
себя условные обозначения устройств и
показывающее соединение этих
устройств.
На рис. 1.1 изображена электрическая
схема цепи, состоящей из источника
энергии, электроламп 1 и 2,
электродвигателя 3.

7. Топологические элементы цепи

• Ветвь – это участок цепи с двумя выводами, на
котором элементы соединены последовательно и
имеют общий ток.
• Узел – это точка, в которой соединяются три и
более ветвей.
• Контур – любой замкнутый путь, проходящий
через несколько ветвей и узлов. Контур не может
содержать ветвь с источником тока.

8. Для количественной оценки тока в электрической цепи служит понятие силы тока.

Сила тока — это количество электричества Q,
протекающее через поперечное сечение проводника в
единицу времени.
I = 1 Кл/с = 1 А
1 ампер (А) равен силе
постоянного тока,
при котором через
любое поперечное
Силу тока в цепи измеряют амперметром.
сечение проводника за
1 с протекает 1 Кл
Условное обозначение в цепи
электричества.

9.

В замкнутой электрической
цепи постоянный ток
возникает под действием
источника электрической
энергии, который создает и
поддерживает на своих
зажимах разность
потенциалов, измеряемую в
вольтах (В).
Зависимость между разностью потенциалов (напряжением) на
зажимах электрической цепи, сопротивлением и током в цепи
выражается законом Ома. Согласно этому закону для участка
однородной цепи сила тока прямо пропорциональна значению
приложенного напряжения и обратно пропорциональна
сопротивлению I = U/R.
Где: I — сила тока. A, U— напряжение на зажимах цепи В, R —
сопротивление, Ом
Это самый важный электротехнический закон.

10. Резистор

Сопротивление в схеме
Сопротивление проводника
определяется по формуле

11. Катушка индуктивности

Индуктивность -идеальный
элемент схемы замещения,
характеризующий
способность цепи накапливать
магнитное поле.
Индуктивность катушки,
измеряемая в генри [Гн],
определяется по формуле

12. Конденсатор

Емкость - идеальный элемент схемы замещения,
характеризующий способность участка электрической цепи
накапливать электрическое поле.
• Емкостью обладают только конденсаторы.
• Емкость конденсатора, измеряемая в фарадах (Ф)

13. Источник напряжения

Источник ЭДС
Идеальным называется
источник ЭДС, внутреннее
сопротивление которого равно
нулю.
Ri - внутреннее сопротивление
источника ЭДС.
У идеального источника ЭДС
внутреннее сопротивление Ri =
0, U12 = E.

14. Источник тока

Характеризуется величиной
тока и внутренней
проводимостью.
Идеальным называется
источник тока, внутренняя
проводимость которого равна
нулю.
Ток идеального источника
не зависит от сопротивления
внешней части цепи.
Условное изображение
источника тока показано на
рис .

15.

Фундаментальные законы
электрических цепей
Основные законы
электрических
цепей
закон Ома
1-ый
закон Кирхгофа
2-ой
закон Кирхгофа

16. 1-ый закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма
токов в любом узле цепи
равна нулю.
Токам, направленным к
узлу, присвоим знак
"плюс", а токам,
направленным от узла знак "минус". Получим
следующее уравнение:

17. 2-ой закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма
ЭДС вдоль любого
замкнутого контура
равна алгебраической
сумме падений
напряжений в этом
контуре